KR20180040958A - High voltage output driver with low voltage device - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시의 여러 실시예들은, 반도체 장치의 구동회로에 관한 것으로서, 특히 저전압 소자로 구현되는 고전압 출력 드라이버에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] Various embodiments of the present disclosure are directed to a driver circuit of a semiconductor device, and more particularly to a high voltage output driver implemented with a low voltage device.
최근의 시스템 온 칩(SoC; System On Chip)에서는 낮은 전원 전압과 고속 동작을 요구하는 고속 인터페이스 회로를 요구한다. 이를 위해 상대적으로 낮은 코어 전압 동작용으로 박막 게이트 산화막을 갖는 모스 트랜지스터와, 상대적으로 높은 입출력 전압 동작용으로 2가지 다른 두께의 후막 게이트 산화막을 갖는 모스 트랜지스터들을 이용하는 트리플 게이트 산화막(TGO; Triple Gate Oxide) 공정을 적용한 바 있다. 그러나 최근 반도체소자의 미세공정이 도입됨에 따라, 제조 과정이 매우 복잡한 트리플 게이트 산화막 공정 대신에 듀얼 게이트 산화막(DGO; Dual Gate Oxide) 공정을 적용하고 있다. 즉 동작회로를 구성하는 소자로서, 코어 전압 동작용 박막 게이트 산화막을 갖는 모스 트랜지스터와, 입출력 전압 동작용 후막 게이트 산화막을 갖는 모스 트랜지스터를 사용하고 있다. 예를 들어 32nm 이하의 공정을 적용하는 경우, 0.9V 동작용 박막 게이트 산화막을 갖는 모스 트랜지스터와, 1.8V 또는 2.5V 동작용 후막 게이트 산화막을 갖는 모스트랜지스터를 사용하고 있다.Recent system on chips (SoCs) require high-speed interface circuits that require low supply voltages and high-speed operation. For this purpose, a MOS transistor having a thin gate oxide film with a relatively low core voltage operation and a triple gate oxide (TGO) film using MOS transistors having two different thicknesses of a thick gate oxide film due to a relatively high input / ) Process. However, with the recent introduction of a microfabrication process of a semiconductor device, a dual gate oxide (DGO) process has been applied instead of a triple gate oxide process having a complicated manufacturing process. A MOS transistor having a thin film gate oxide film acting as a core voltage and a MOS transistor having a thin film gate oxide film having an input / output voltage acting as an element constituting the operation circuit are used. For example, when a process of 32 nm or less is applied, a MOS transistor having a 0.9 V copper thin film gate oxide film and a MOS transistor having a 1.8 V or 2.5 V copper thick film gate oxide film are used.
2.5V 동작용 모스 트랜지스터를 단독으로 사용하는 경우, 낮은 동작 성능으로 인해 SATA(Serial Advanced Technology Attachment) 또는 DDR3(Double Data Rate 3)와 같은 고속 인터페이스를 지원하지 못하는 한계를 나타낸다. 0.9V 또는 1.8V 동작용 모스 트랜지스터를 단독으로 사용하는 경우, ATA(Advanced Technology Attachment) 또는 CE-ATA(Consumer Electronics-ATA)와 같이 높은 전압, 예컨대 3.3V에 대한 인터페이스 동작을 수행하는 경우, 1.8V 동작용 모스 트랜지스터의 신뢰성 문제가 발생된다. 따라서 0.9V 동작용 모스 트랜지스터를 디폴트로 사용하고, 1.8V 또는 2.5V 동작용 모스 트랜지스터를 선택적으로 지원할 수 있는 인터페이스 입출력 회로를 제공할 필요가 있다.2.5 V Synchronous Mode When a MOS transistor is used alone, it exhibits a limitation that it can not support a high-speed interface such as Serial Advanced Technology Attachment (SATA) or Double Data Rate 3 (DDR3) due to its low operation performance. When using 0.9 V or 1.8 V operating MOS transistors alone, when performing an interface operation for a high voltage, such as 3.3 V, such as Advanced Technology Attachment (ATA) or Consumer Electronics-ATA (CE-ATA) A problem of reliability of the V-MOS transistor is generated. Therefore, there is a need to provide an interface input / output circuit capable of selectively supporting a 1.8 V or 2.5 V operation MOS transistor by using a 0.9 V operation MOS transistor as a default.
그런데 최근에는 저전압에서 고전압에 이르기까지 가능한 한 모든 인터페이스 프로토콜 지원을 위해, 출력 드라이버를 구동하는데 있어서 코어 전압인 저전압, 예컨대 0.9V와, 제1 입출력 전압으로서의 중간 전압, 예컨대 1.8V와, 그리고 제2 입출력 전압으로서의 고전압, 예컨대 3.3V를 모두 사용하고 있다. 이 경우 듀얼 게이트 산화막 공정을 적용하여, 상대적으로 얇은 게이트절연층을 갖는 저전압 동작용 모스 트랜지스터로 내부 회로의 셀 트랜지스터를 구현하고, 상대적으로 두꺼운 게이트절연층을 갖는 중간전압 동작용 모스 트랜지스터로 중간 전압용 인터페이스 솔루션과 고전압용 인터페이스 솔루션을 구현할 필요가 있다. 그러나 앞서 언급한 바와 같이, 중간 전압 동작용 모스 트랜지스터로 고전압에 대한 인터페이스 동작을 수행하는 경우 중간 전압 동작용 모스 트랜지스터의 신뢰성으로 인한 문제가 발생될 수 있다. 특히 출력 드라이버의 패드 전압이 저전압에서 고전압으로 또는 고전압에서 저전압으로 트리거링되는 동안 중간 전압 동작용 모스 트랜지스터의 단자들 사이에 인가되는 전압이 신뢰성을 파괴할 정도의 크기를 갖는 경우가 발생될 수 있다.Recently, in order to support all possible interface protocols from a low voltage to a high voltage, a low voltage, for example, 0.9 V as a core voltage, an intermediate voltage as a first input / output voltage, for example, 1.8 V, A high voltage such as 3.3 V is used as the input / output voltage. In this case, a dual gate oxide film process is applied to fabricate a cell transistor of an internal circuit with a low-voltage acting MOS transistor having a relatively thin gate insulating layer, and an intermediate voltage operating MOS transistor having a relatively thick gate insulating layer, Interface solutions and high-voltage interface solutions. However, as described above, when performing the interface operation for the high voltage with the intermediate voltage operating MOS transistor, a problem due to the reliability of the intermediate voltage operating MOS transistor may occur. Particularly when the pad voltage of the output driver is triggered from a low voltage to a high voltage or from a high voltage to a low voltage may occur where the voltage applied between the terminals of the intermediate voltage operating MOS transistor has such a magnitude as to destroy reliability.
본 출원이 해결하고자 하는 과제는, 듀얼 게이트 산화막 공정을 적용하여 중간전압 동작용의 저전압 소자로 출력 드라이버를 구현하더라도 고전압 인터페이싱을 수행하는데 있어서 저전압 소자의 신뢰성이 확보되도록 할 수 있는 고전압 출력 드라이버를 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present application is to provide a high-voltage output driver capable of securing the reliability of a low-voltage device in performing high-voltage interfacing even if an output driver is implemented by a low-voltage device having a middle voltage operation by applying a dual gate oxide film process .
본 개시의 일 예에 따른 고전압 출력 드라이버는, 고전압과 출력단자 사이에서 직렬로 접속되어 풀-업 드라이버를 구성하는 제1 메인 드라이버 및 제1 바이어스 드라이버와, 출력단자와 그라운드 사이에서 직렬로 접속되어 풀-다운 드라이버를 구성하는 제2 메인 드라이버 및 제2 바이어스 드라이버와, 출력단자에 결합되는 패드에서의 전압을 검출하여 제1 패드 상태 검출 신호를 발생시키는 제1 패드 상태 검출 로직과, 패드에서의 전압을 검출하여 제2 패드 상태 검출 신호를 발생시키는 제2 패드 상태 검출 로직과, 제1 패드 상태 검출 신호 및 데이터 신호에 응답하여 제1 바이어스 드라이버에 대한 제어 신호를 발생시키는 제1 드라이버 부스팅 제어 로직과, 그리고 제2 패드 상태 검출 신호 및 데이터 신호에 응답하여 제2 바이어스 드라이버에 대한 제어 신호를 발생시키는 제2 드라이버 부스팅 제어 로직을 포함한다.A high-voltage output driver according to an example of the present disclosure includes a first main driver and a first bias driver connected in series between a high voltage and an output terminal to constitute a pull-up driver, and a second bias driver connected in series between the output terminal and the ground A second main driver and a second bias driver constituting a full-down driver, first pad state detection logic for detecting a voltage at a pad coupled to an output terminal and generating a first pad state detection signal, A first driver boosting control logic for generating a control signal for a first bias driver in response to a first pad state detection signal and a data signal, And a control for the second bias driver in response to the second pad state detection signal and the data signal And a second driver boosting control logic for generating a signal.
본 개시의 일 예에 따른 고전압 출력 드라이버는, 고전압을 공급하는 단자와 출력단자 사이에서 직렬로 결합되어, 하이 레벨의 데이터 신호가 입력되면 턴 온 되어 패드로 고전압을 출력시키는 제1 P모스 트랜지스터 및 제2 P모스 트랜지스터와, 그라운드와 출력단자 사이에서 직렬로 결합되어, 로우 레벨의 데이터 신호가 입력되면 턴 온 되어 패드로 그라운드 전압을 출력시키는 제1 N모스 트랜지스터 및 제2 N모스 트랜지스터와, 데이터 신호가 로우 레벨에서 하이 레벨로 전환되어 패드 전압이 그라운드 전압에서 고전압으로 트리거링되는 과정에서 패드 전압이 그라운드 전압과 중간전압 사이 크기의 전압을 갖는 제1 시간 동안 제1 패드 상태 검출 신호로서 중간 전압을 출력하는 제1 패드 상태 검출 로직과, 데이터 신호가 하이 레벨에서 로우 레벨로 전환되어 패드 전압이 고전압에서 그라운드 전압으로 트리거링되는 과정에서 패드 전압이 고전압과 중간전압 사이 크기의 전압을 갖는 제2 시간 동안 제2 패드 상태 검출 신호로서 중간전압을 출력하는 제2 패드 상태 검출 로직과, 제1 패드 상태 검출 신호가 중간전압인 동안 제1 바이어스 제어 신호로서 그라운드 전압을 제2 P모스 트랜지스터의 게이트에 인가하는 제1 드라이버 부스팅 제어 로직과, 그리고 제2 패드 상태 검출 신호가 중간전압인 동안 제2 바이어스 제어 신호로서 고전압을 제2 N모스 트랜지스터의 게이트에 인가하는 제2 드라이버 부스팅 제어 로직을 포함한다.A high-voltage output driver according to an example of the present disclosure includes a first P-MOS transistor coupled in series between a terminal for supplying a high voltage and an output terminal and turned on when a high-level data signal is input to output a high voltage to the pad, A first NMOS transistor and a second NMOS transistor coupled in series between the ground and the output terminal for turning on when the low level data signal is input and outputting the ground voltage to the pad, The signal is switched from the low level to the high level and the pad voltage is triggered from the ground voltage to the high voltage, the pad voltage becomes the first pad state detection signal during the first time having the voltage between the ground voltage and the intermediate voltage, A first pad state detection logic for outputting a data signal, A second pad state detection logic for outputting an intermediate voltage as a second pad state detection signal during a second time period in which the pad voltage has a voltage between a high voltage and an intermediate voltage in a process in which the pad voltage is triggered from a high voltage to a ground voltage A first driver boosting control logic for applying a ground voltage as a first bias control signal to the gate of the second PMOS transistor while the first pad state detection signal is at an intermediate voltage, And second driver boosting control logic for applying a high voltage as a second bias control signal to the gate of the second NMOS transistor.
본 개시의 일 예에 따른 고전압 출력 드라이버는, 고전압을 공급하는 단자와 출력 단자 사이에서 직렬로 결합되어 풀-업 드라이버를 구성하는 제1 P모스 트랜지스터 및 제2 P모스 트랜지스터와, 그라운드와 출력 단자 사이에서 직렬로 결합되어 풀-다운 드라이버를 구성하는 제1 N모스 트랜지스터 및 제2 N모스 트랜지스터와, 출력 단자에 결합되는 패드 신호가 그라운드 전압에서 고전압으로 트리거링되는 과정에서 패드 신호가 그라운드 신호와 중간전압 사이의 크기를 갖는 동안 제2 P모스 트랜지스터의 게이트에 그라운드 전압으로 순간적으로 부스팅된 전압을 인가하는 제1 드라이버 부스팅 제어 로직과, 그리고 출력 단자에 결합되는 패드 신호가 고전압에서 그라운드 전압으로 트리거링되는 과정에서 패드 신호가 고전압과 중간전압 사이의 크기를 갖는 동안 상기 제2 P모스 트랜지스터의 게이트에 고전압으로 순간적으로 부스팅된 전압을 인가하는 제2 드라이버 부스팅 제어 로직을 포함한다.A high-voltage output driver according to an example of the present disclosure includes a first PMOS transistor and a second PMOS transistor serially coupled between a terminal for supplying a high voltage and an output terminal and constituting a pull-up driver, A first N-MOS transistor and a second N-MOS transistor which are coupled in series between the ground terminal and the ground terminal and constitute a pull-down driver; A first driver boosting control logic for applying a momentarily boosted voltage to the ground voltage to the gate of the second PMOS transistor while having a magnitude between voltages, and a second driver boosting control logic for causing the pad signal coupled to the output terminal to be triggered to a ground voltage at a high voltage During the process, the pad signal changes the magnitude between the high and medium voltages Is the second driver includes a second boosting control logic for applying a gate voltage to a high voltage instantaneously boosted in the P MOS transistor for.
여러 실시예들에 따르면, 듀얼 게이트 산화막 공정을 적용하여 출력 드라이버를 중간전압 동작용의 저전압 소자로 구현함으로써, 고속 동작을 구현하고 칩 크기를 줄일 수 있다는 이점이 제공되며, 또한 고전압 인터페이스시 발생되는 저전압 소자의 신뢰성 문제를 해결할 수 있다는 이점이 제공된다. 특히 데이터 신호의 레벨 전환에 따라 패드 신호가 트리거링되는 동안에도 저전압 소자의 신뢰성이 유지될 수 있다는 이점이 제공된다.According to various embodiments, by implementing a dual gate oxide process and implementing an output driver in a low voltage device with medium voltage operation, there is an advantage that high speed operation can be realized and chip size can be reduced, and also, The advantage of being able to solve the reliability problem of the low voltage device is provided. In particular, the advantage that the reliability of the low-voltage device can be maintained while the pad signal is triggered by the level switching of the data signal is provided.
도 1은 입/출력 버퍼 회로를 포함하는 집적회로의 일 예를 개략적으로 나타내 보인 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 예에 따른 고전압 출력 드라이버를 구성하는 중간전압 동작용의 저전압 소자가 신뢰성을 확보할 수 있는 조건을 설명하기 위해 나타내 보인 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 예에 따른 고전압 출력 드라이버를 나타내 보인 블록도이다.
도 4는 도 3의 고전압 출력 드라이버의 제1 패드 상태 검출 로직의 일 예를 나타내 보인 회로도이다.
도 5는 도 3의 고전압 출력 드라이버의 제1 드라이버 부스팅 제어 로직의 일 예를 나타내 보인 회로도이다.
도 6은 도 4의 제1 패드 상태 검출 로직 및 도 5의 제1 드라이버 부스팅 제어 로직의 동작을 설명하기 위해 나타내 보인 타이밍도이다.
도 7은 도 3의 고전압 출력 드라이버의 제2 패드 상태 검출 로직의 일 예를 나타내 보인 회로도이다.
도 8은 도 3의 고전압 출력 드라이버의 제2 드라이버 부스팅 제어 로직의 일 예를 나타내 보인 회로도이다.
도 9는 도 7의 제2 패드 상태 검출 로직 및 도 8의 제2 드라이버 부스팅 제어 로직의 동작을 설명하기 위해 나타내 보인 타이밍도이다.
도 10은 데이터 신호 및 패드 신호가 각각 로우 레벨 신호 및 그라운드 전압을 유지하는 경우 도 3의 고전압 출력 드라이버의 풀-다운 드라이버를 구성하는 제1 N모스 트랜지스터 및 제2 N모스 트랜지스터의 단자들 사이에 인가되는 전압을 나타내 보인 도면이다.
도 11 및 도 12는 데이터 신호가 하이 레벨 신호로 전환되고, 패드 신호가 그라운드 전압에서 고전압으로 트리거링되는 동안의 도 3의 고전압 출력 드라이버의 풀-업 드라이버를 구성하는 제1 P모스 트랜지스터 및 제2 P모스 트랜지스터의 단자들 사이에 인가되는 전압을 나타내 보인 도면들이다.
도 13은 데이터 신호 및 패드 신호가 각각 하이 레벨 신호 및 고전압을 유지하는 경우에서의 도 3의 고전압 출력 드라이버의 풀-업 드라이버를 구성하는 제1 P모스 트랜지스터 및 제2 P모스 트랜지스터의 단자들 사이에 인가되는 전압을 나타내 보인 도면이다.
도 14 및 도 15는 데이터 신호가 로우 레벨 신호로 전환되고, 패드 신호가 고전압에서 그라운드 전압으로 트리거링되는 동안의 도 3의 고전압 출력 드라이버의 풀-다운 드라이버를 구성하는 제1 N모스 트랜지스터 및 제2 N모스 트랜지스터의 단자들 사이에 인가되는 전압을 나타내 보인 도면들이다.1 is a block diagram schematically illustrating an example of an integrated circuit including an input / output buffer circuit.
FIG. 2 is a diagram illustrating a condition under which intermediate-voltage operation low-voltage devices constituting a high-voltage output driver according to an embodiment of the present invention can ensure reliability.
3 is a block diagram illustrating a high voltage output driver in accordance with an example of the present disclosure.
4 is a circuit diagram showing an example of the first pad state detection logic of the high voltage output driver of FIG.
5 is a circuit diagram showing an example of a first driver boosting control logic of the high voltage output driver of FIG.
FIG. 6 is a timing diagram illustrating the operation of the first pad state detection logic of FIG. 4 and the first driver boosting control logic of FIG. 5;
7 is a circuit diagram showing an example of the second pad state detection logic of the high voltage output driver of FIG.
8 is a circuit diagram showing an example of a second driver boosting control logic of the high voltage output driver of FIG.
FIG. 9 is a timing diagram illustrating the operation of the second pad state detection logic of FIG. 7 and the operation of the second driver boosting control logic of FIG.
10 is a diagram showing a relationship between the terminals of the first N-MOS transistor and the second N-MOS transistor constituting the pull-down driver of the high-voltage output driver of FIG. 3 when the data signal and the pad signal respectively maintain the low- Fig. 6 is a diagram showing an applied voltage. Fig.
11 and 12 show a first PMOS transistor and a second PMOS transistor constituting a pull-up driver of the high voltage output driver of FIG. 3 while the data signal is switched to a high level signal and the pad signal is triggered to a high voltage at a ground voltage And the voltages applied between the terminals of the PMOS transistor are shown.
13 shows the relationship between the terminals of the first PMOS transistor and the second PMOS transistor constituting the pull-up driver of the high-voltage output driver of FIG. 3 in the case where the data signal and the pad signal respectively maintain the high level signal and the high voltage As shown in FIG.
Figures 14 and 15 illustrate a first NMOS transistor and a second NMOS transistor constituting a pull-down driver of the high voltage output driver of Figure 3 while the data signal is switched to a low level signal and the pad signal is triggered from a high voltage to a ground voltage. And the voltages applied between the terminals of the NMOS transistor are shown.
본 출원의 예의 기재에서 "제1" 및 "제2"와 같은 기재는 부재를 구분하기 위한 것이며, 부재 자체를 한정하거나 특정한 순서를 의미하는 것으로 사용된 것은 아니다. 또한, 어느 부재의 "상"에 위치하거나 "상부", "하부", 또는 "측면"에 위치한다는 기재는 상대적인 위치 관계를 의미하는 것이지 그 부재에 직접 접촉하거나 또는 사이 계면에 다른 부재가 더 도입되는 특정한 경우를 한정하는 것은 아니다. 또한, 어느 한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어 있다"거나 "접속되어 있다"의 기재는, 다른 구성 요소에 전기적 또는 기계적으로 직접 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수 있으며, 또는, 중간에 다른 별도의 구성 요소들이 개재되어 연결 관계 또는 접속 관계를 구성할 수도 있다.In the description of the examples of the present application, descriptions such as " first "and" second "are for distinguishing members, and are not used to limit members or to denote specific orders. Further, the description that a substrate located on the "upper", "lower", or "side" of a member means a relative positional relationship means that the substrate is in direct contact with the member, or another member The present invention is not limited to a particular case. It is also to be understood that the description of "connected" or "connected" to one component may be directly or indirectly electrically or mechanically connected to another component, Separate components may be interposed to form a connection relationship or a connection relationship.
도 1은 입/출력 버퍼 회로(102)를 포함하는 집적 회로(100)의 일 예를 개략적으로 나타내 보인 블록도이다. 도 1을 참조하면, 집적 회로(100)는, 코어 회로(104)에 결합되는 입/출력 버퍼 회로(102)를 포함한다. 입/출력 버퍼 회로(102)는, 입력 드라이버 및 출력 드라이버를 포함할 수 있다. 코어 회로(104)는 다양한 형태의 동작 및 기능을 수행할 수 있으며, 이를 위해 다수의 로직, 아날로그, 및 다른 장치들 및 회로들을 포함할 수 있다. 코어 회로(104)는, 트랜지스터들, 다이오드들, 프리-앰플리파이어들, 연산 증폭기들, 버퍼들, 인버터들, 및/또는 다른 회로들을 포함할 수 있다. 또한 코어 회로(104)는 일정 범위의 전압 신호를 다른 범위의 전압 신호로 변환하는데 채택되는 레벨-시프터를 포함할 수 있다. 이 외에 코어 회로(104)는 신호 증폭 회로를 포함할 수도 있다. 코어 회로(104)는, 디램(DRAM)과 같은 휘발성 메모리 셀들 또는 낸드(NAND)나 노어(NOR)와 같은 비휘발성의 메모리 셀들을 포함할 수도 있다. 1 is a block diagram that schematically illustrates an example of an
출력 드라이버로 동작하는 입/출력 버퍼 회로(102)는 코어 회로(104)로부터 인에이블 제어 신호(112) 및 데이터신호(114)를 받는다. 입/출력 버퍼 회로(102)는 코어 회로(104)로 제어 신호(116)를 제공할 수 있다. 입/출력 버퍼 회로(102)는 집적 회로(100)의 신호 무결점(signal integrity) 및 동작 효율의 전기적 향상을 제공하도록 동작될 수 있다. 예컨대 입/출력 버퍼 회로(102)는 슬루 레이트(slew rate)를 제어할 수 있으며, 코어 회로(104) 및/또는 다른 회로들에 하이 및/또는 로우 임피던스 부하를 조정할 수 있다. 입/출력 버퍼 회로(102)는 패드(108)에 결합된다. 패드(108)는 집적 회로(100)가 하나 이상의 외부 집적 회로(106)에 전기적으로 결합되도록 해준다. 외부 집적 회로(106)는 집적 회로(100)와 함게 다양한 기능 및 동작을 수행할 수 있다. 또한 외부 집적 회로(106)는 집적 회로들 사이에서 데이터 버스 또는 다른 형태의 연결을 제공할 수 있다.The input /
본 예에서 출력 드라이버 기능을 수행하는 입/출력 버퍼 회로(102)가 중간전압용, 예컨대 1.8V용의 저전압 소자로 구현된다. 출력 드라이버에는 중간전압 외에도 외부 IC와의 인터페이싱을 위해 예컨대 3.3V와 같은 고전압이 공급된다. 이 경우 출력 드라이버가 동작하는 과정에서, 즉 코어 회로(104)의 데이터 신호를 패드(108)로 출력시키는데 있어서, 패드(108) 전압이 저전압에서 고전압으로 또는 고전압에서 저전압으로 트리거링되는 동안, 데이터 신호의 레벨과 패드(108) 상태에 따라 출력 드라이버를 구성하는 중간전압용 저전압 소자의 게이트 바이어스 크기를 적절하게 부스팅(boosting)함으로써 중간전압용 저전압 소자의 신뢰성이 확보되도록 해 준다.In this example, the input /
도 2는 본 개시의 일 예에 따른 고전압 출력 드라이버를 구성하는 중간 전압 동작용의 저전압 소자가 신뢰성(reliability)을 확보할 수 있는 조건을 설명하기 위해 나타내 보인 도면이다. 도 2를 참조하면, 중간 전압 동작용의 저전압 소자(150)는 P모스 트랜지스터이거나, N모스 트랜지스터일 수도 있다. 어느 경우이던지, 저전압 소자(150)가 신뢰성을 확보하기 위해서는, 게이트-드레인 사이의 전압(Vgd), 게이트-소스 사이의 전압(Vgs), 및 드레인-소스 사이의 전압(Vds)이 모두 신뢰성 보장 전압의 크기를 넘지 않아야 한다. 본 예에서 신뢰성 보장 전압은, 저전압 소자(150)의 게이트 옥사이드층을 파괴시키지 않을 정도의 크기를 가지면서 저전압 소자(150)의 단자들 사이에 인가되는 전압으로 정의될 수 있다. 일 예에서 중간전압 동작용 저전압 소자(150)의 신뢰성 보장 전압의 최대치는, 대략 중간전압의 110%의 크기로 설정할 수 있다. 예컨대 중간전압이 1.8V인 경우, 신뢰성 보장 전압은 1.98V로 설정할 수 있으며, 이 경우 1.8V 동작용 저전압 소자(150)의 게이트-드레인 사이의 전압(Vgd), 게이트-소스 사이의 전압(Vgs), 및 드레인-소스 사이의 전압(Vds)은 모두 1.98V를 넘지 않아야 한다. 게이트-드레인 사이의 전압(Vgd) 또는 게이트-소스 사이의 전압(Vgs)이 신뢰성 보장 전압을 넘는 경우, 게이트 옥사이드층의 수직 방향으로의 강한 필드로 인해 게이트 옥사이드층이 파괴될 수 있다. 드레인-소스 사이의 전압(Vds)이 신뢰성 보장 전압을 넘는 경우, 핫 캐리어 인젝션(HCL; Hot Carrier Injection) 발생으로 인해, 캐리어, 예컨대 전자가 게이트절연층으로 트랩(trap)되어 게이트절연층을 파괴시킬 수 있다.FIG. 2 is a diagram illustrating a condition in which a low-voltage element of an intermediate-voltage operation constituting a high-voltage output driver according to an embodiment of the present disclosure can ensure reliability. FIG. Referring to FIG. 2, the
도 3은 본 개시의 일 예에 따른 고전압 출력 드라이버를 나타내 보인 도면이다. 도 3을 참조하면, 고전압 출력 드라이버(200)는, 데이터 신호(DATA) 및 인에이블 제어 신호(EN)가 각각 입력되는 제1 입력단자(201) 및 제2 입력단자(202)와, 패드(205)에 결합되는 출력단자(203)와, 그리고 풀-업(pull-up) 드라이버(210) 및 풀-다운(pull-down) 드라이버(220)를 포함한다. 풀-업 드라이버(210)는, 제1 게이트 제어 신호(PG) 및 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)에 응답하여 고전압(VDDH)을 출력 단자(203)를 통해 패드(205)로 공급한다. 풀-다운 드라이버(220)는, 제2 게이트 제어 신호(NG) 및 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)에 응답하여 그라운드 전압을 출력 단자(203)를 통해 패드(205)로 공급한다.3 is a diagram illustrating a high voltage output driver according to an example of the present disclosure; 3, the high
풀-업 드라이버(210)는, 고전압(VDDH)을 공급하는 단자와 출력 단자(203) 사이에서 직렬로 결합되는 제1 메인 드라이버(211) 및 제1 바이어스 드라이버(212)를 포함할 수 있다. 제1 메인 드라이버(211)는 제1 P모스 트랜지스터(PM1)로 구성될 수 있다. 제1 바이어스 드라이버(212)는 제2 P모스 트랜지스터(PM2)로 구성될 수 있다. 제2 P모스 트랜지스터(PM2)는 제1 P모스 트랜지스터(PM1)의 두 개의 단자들(소스 단자 및 드레인 단자) 사이에 인가되는 전압의 크기를 낮추기 위한 용도로 사용될 수 있다. 제1 P모스 트랜지스터(PM1)의 게이트에는 제1 게이트 제어 신호(PG)가 인가된다. 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 게이트에는 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)가 인가된다. 제1 P모스 트랜지스터(PM1)의 소스는 고전압(VDDH)을 공급하는 단자에 결합된다. 제1 P모스 트랜지스터(PM1)의 드레인은 A 노드(node_A)를 통해 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 소스에 결합된다. 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 드레인은 출력 단자(203)를 통해 패드(205)에 결합된다.The pull-up
풀-다운 드라이버(220)는, 그라운드와 출력 단자(203) 사이에서 직렬로 결합되는 제2 메인 드라이버(221) 및 제2 바이어스 드라이버(222)를 포함할 수 있다. 제2 메인 드라이버(221)는 제1 N모스 트랜지스터(NM1)로 구성될 수 있다. 제2 바이어스 드라이버(222)는 제2 N모스 트랜지스터(NM2)로 구성될 수 있다. 제2 N모스 트랜지스터(NM2)는 제1 N모스 트랜지스터(NM1)의 두 개의 단자들(드레인 단자 및 소스 단자) 사이에 인가되는 전압의 크기를 낮추기 위한 용도로 사용될 수 있다. 제1 N모스 트랜지스터(NM1)의 게이트에는 제2 게이트 제어 신호(NG)가 인가된다. 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 게이트에는 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)가 인가된다. 제1 N모스 트랜지스터(NM1)의 소스는 그라운드 전압에 결합된다. 제1 N모스 트랜지스터(NM1)의 드레인은 B 노드(node_B)를 통해 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 소스에 결합된다. 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 드레인은 출력 단자(203)를 통해 패드(202)에 결합된다.The pull-down
제1 P모스 트랜지스터(PM1) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM2)는 모두, 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 중간전압 동작용의 저전압 소자(150)로 구성된다. 따라서 본 예에 따른 고전압 출력 드라이버(200)의 풀-업 드라이버(210)의 신뢰성을 확보하기 위해서는, 풀-업 드라이버(210)가 동작하는 동안 제1 P모스 트랜지스터(PM1) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM2) 각각의 게이트-드레인 사이의 전압(Vgd), 게이트-소스 사이의 전압(Vgs), 및 드레인-소스 사이의 전압(Vds)이 모두 신뢰성 보장 전압의 크기를 넘지 않아야 한다.Both the first PMOS transistor PM1 and the second PMOS transistor PM2 are composed of the low-
마찬가지로 제1 N모스 트랜지스터(NM1) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM2)도 모두, 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 중간전압 동작용의 저전압 소자(150)로 구성된다. 따라서 본 예에 따른 고전압 출력 드라이버(200)의 풀-다운 드라이버(220)의 신뢰성을 확보하기 위해서는, 풀-다운 드라이버(220)가 동작하는 동안 제1 N모스 트랜지스터(NM1) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM2) 각각의 게이트-드레인 사이의 전압(Vgd), 게이트-소스 사이의 전압(Vgs), 및 드레인-소스 사이의 전압(Vds)이 모두 신뢰성 보장 전압의 크기를 넘지 않아야 한다.Likewise, the first NMOS transistor NM1 and the second NMOS transistor NM2 are both constituted by the low-
데이터 신호(DATA)가 로우 레벨 신호에서 하이 레벨 신호로 전환되어 패드(205) 전압이 저전압에서 고전압으로 트리거링되는 동안, 패드(205) 전압이 고전압으로 완전히 천이되기 전, 특히 패드(205) 전압이 아직 낮은 크기를 갖는 동안, 제1 P모스 트랜지스터(PM1) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 단자들 사이에 일시적으로 신뢰성 보장 전압보다 큰 크기의 전압이 인가되는 것을 방지될 필요가 있다. 마찬가지로 데이터 신호(DATA)가 하이 레벨 신호에서 로우 레벨 신호로 전환되어 패드(205) 전압이 고전압에서 저전압으로 트리거링되는 동안, 패드(205) 전압이 저전압으로 완전히 천이되기 전, 특히 패드(205) 전압이 아직 높은 크기를 갖는 동안, 제1 N모스 트랜지스터(NM1) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 단자들 사이에 일시적으로 신뢰성 보장 전압보다 큰 크기의 전압이 인가되는 것을 방지될 필요가 있다. 본 예에 따른 고전압 출력 드라이버(200)는, 패드(205) 전압이 저전압에서 고전압으로 트리거링되는 동안 풀-업 드라이버(210)를 구성하는 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 게이트에 인가되는 제1 바이어스 제어 전압(P_bias)을 순간적으로 낮은 크기로 부스팅시킨다. 또한 패드(205) 전압이 고전압에서 저전압으로 트리거링되는 동안 풀-다운 드라이버(220)를 구성하는 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 게이트에 인가되는 제2 바이어스 제어 전압(N_bias)을 순간적으로 높은 크기로 부스팅시킨다. 이와 같은 부스팅 동작을 위해, 본 예에 따른 고전압 출력 드라이버(200)는, 제1 패드 상태 검출 로직(230), 제2 패드 상태 검출 로직(240), 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250) 및 제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)을 포함한다.The voltage of the
제1 패드 상태 검출 로직(230)은 패드(205)의 상태에 대응되는 제1 패드 상태 검출 신호(P1)를 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)에 공급한다. 제2 패드 상태 검출 로직(240)은 패드(205)의 상태에 대응되는 제2 패드 상태 검출 신호(N1)를 제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)에 공급한다. 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)은, 제1 P모스 트랜지스터(PM1) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 단자들 사이의 전압이 신뢰성 보장 전압을 넘지 않도록 하는 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)를 발생시킨다. 제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)은, 제1 N모스 트랜지스터(NM1) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 단자들 사이의 전압이 신뢰성 보장 전압을 넘지 않도록 하는 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)를 발생시킨다. 이에 따라 풀-업 드라이버(210)를 구성하는 제1 P모스 트랜지스터(PM1) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM2)와, 풀-다운 드라이버(220)를 구성하는 제1 N모스 트랜지스터(NM1) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM2) 각각의 게이트-드레인 사이의 전압(Vgd), 게이트-소스 사이의 전압(Vgs), 및 드레인-소스 전압(Vds)은 모두 신뢰성 보장 전압을 넘지 않는다. 제1 패드 상태 검출 로직(230), 제2 패드 상태 검출 로직(240), 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250) 및 제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)의 구조 및 동작은 아래에서 상세하게 설명하기로 한다.The first pad
제1 입력 단자(201)는 제1 버퍼(271)의 입력단자에 결합된다. 제1 버퍼(271)는, 제1 입력 단자(201)를 통해 입력되는 데이터 신호(DATA)를 버퍼링하고 버퍼링된 출력 신호를 출력 단자를 통해 출력시킨다. 제1 버퍼(271)는, 데이터 신호(DATA)가 하이 레벨 신호인 경우 저전압(VDDL)을 출력하고, 데이터 신호(DATA)가 로우 레벨 신호인 경우 그라운드 전압을 출력한다. 제1 버퍼(271)의 출력 단자는 제1 레벨 쉬프터(LS1)(281)의 입력 단자에 결합된다. 제1 레벨 쉬프터(LS1)(281)는, 제1 버퍼(271)에 의해 버퍼링된 출력 신호의 레벨을 쉬프트하여 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)를 출력한다. 제1 버퍼(271)로부터의 출력신호가 저전압(VDDL)인 경우, 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)는 중간전압(VDDM)이 된다. 제1 버퍼(271)로부터의 출력신호가 그라운드 전압인 경우, 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)도 그라운드전압이 된다. 제1 레벨 쉬프터(LS1)(281)로부터 출력되는 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)는, 제3 레벨 쉬프터(LS2)(283)와, 제1 패드 상태 검출 로직(230)과, 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)과, 그리고 제어 로직(290)의 입력 신호로 사용된다.The
제2 입력 단자(202)는 제2 버퍼(272)의 입력 단자에 결합된다. 제2 버퍼(272)는, 제2 입력 단자(202)를 통해 입력되는 인에이블 제어 신호(EN)를 버퍼링하고 버퍼링된 출력 신호를 출력 단자를 통해 출력시킨다. 제2 버퍼(272)는, 인에이블 제어 신호(EN)가 하이 레벨 신호인 경우 저전압(VDDL)을 출력하고, 인에이블 제어 신호(EN)가 로우 레벨 신호인 경우 그라운드 전압을 출력한다. 제2 버퍼(272)의 출력 단자는 제2 레벨 쉬프터(LS2)(282)의 입력 단자에 결합된다. 제2 레벨 쉬프터(LS2)(282)는, 제2 버퍼(272)에 의해 버퍼링된 출력 신호의 레벨을 쉬프트하여 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)를 출력한다. 제2 버퍼(272)로부터의 출력 신호가 저전압(VDDL)인 경우, 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)는 중간전압(VDDM)이 된다. 제2 버퍼(272)로부터의 출력 신호가 그라운드 전압인 경우, 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)는 그라운드 전압이 된다. 제2 레벨 쉬프터(LS2)(282)로부터 출력되는 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)는, 제1 패드 상태 검출 로직(230)과, 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)과, 그리고 제4 레벨 쉬프터(LS4)(284)의 입력신호로 사용된다.The
제3 레벨 쉬프터(LS3)(283)는, 고전압(VDDH) 및 제1 외부 바이어스 전압(Vbias1)을 공급받는다. 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283)는, 제1 레벨 쉬프터(LS1)(281)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)의 반전신호에 응답하여 제1 게이트 제어 신호(PG) 및 2차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATAH)를 출력한다. 제1 외부 바이어스전압(Vbias1)은 외부에서 인가되는 전압으로서, 그 크기는 인위적으로 조절 가능하다. 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283)는, 제1 외부 바이어스 전압(Vbias1)에 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283) 내부의 P모스 트랜지스터의 문턱전압이 더해진 전압으로부터 고전압(VDDH) 사이의 범위에서 레벨 쉬프팅 동작을 수행한다. 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283)로부터 출력되는 제1 게이트 제어 신호(PG)는, 로우 레벨 신호이거나, 또는 하이 레벨 신호일 수 있다. 로우 레벨 신호는, 제1 외부 바이어스 전압(Vbias1)에 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283) 내부의 P모스 트랜지스터의 문턱전압(Vtp)을 합한 크기(Vbias1+Vtp)를 갖는다. 하이 레벨 신호는 고전압(VDDH)의 크기를 갖는다. 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283)로부터 출력되는 2차 레벨 쉬프트된 레벨의 데이터 신호(LS_DATAH)는, 로우 레벨 신호 또는 하이 레벨 신호일 수 있다. 로우 레벨 신호는 중간전압(VDDM)의 크기를 갖는다. 하이 레벨 신호는 고전압(VDDH)의 크기를 갖는다. 이 2차 레벨 쉬프트된 레벨의 데이터 신호(LS_DATAH)는 제2 패드 상태 검출 로직(240)의 입력신호로 사용된다.The third level shifter (LS3) 283 is supplied with the high voltage VDDH and the first external bias voltage Vbias1. The third
제4 레벨 쉬프터(LS4)(284)는, 제2 레벨 쉬프터(LS2)(282)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)와, 제1 외부 바이어스 전압(Vbias1)에 응답하여 2차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_ENH)를 출력한다. 2차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_ENH)는, 제2 패드 상태 검출 로직(240)의 입력 신호로 사용된다.The fourth
제어 로직(290)은, 제1 레벨 쉬프터(LS1)(281)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)의 반전신호를 입력받아 제2 게이트 제어 신호(NG)를 출력한다. 제2 게이트 제어 신호(NG)는 제1 N모스 트랜지스터(NM1)의 게이트에 인가된다. 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)가 중간전압(VDDM)인 경우 제2 게이트 제어 신호(NG)는 그라운드전압이 된다. 1차 레벨 쉬프트된 데이터신호(LS_DATA)가 그라운드 전압인 경우, 제2 게이트 제어 신호(NG)는 중간전압(VDDM)이 된다. 일 예에서 제어 로직(290)은 인버터로 구성될 수 있다.The
제1 패드 상태 검출 로직(230)은 동작 전압으로서 중간전압(VDDM)을 공급받는다. 제1 패드 상태 검출 로직(230)은 출력 단자(203)에 결합되는 피드백 단자(204)를 통해 패드 신호(PADR)를 입력받는다. 제1 패드 상태 검출 로직(230)은, 이 패드 신호(PADR)와, 제1 레벨 쉬프터(LS1)(281)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)와, 그리고 제2 레벨 쉬프터(LS2)(282)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)에 응답하여, 제1 패드 상태 검출 신호(P1)를 출력한다. 제1 패드 상태 검출 신호(P1)는 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)의 입력신호로 사용된다.The first pad
제2 패드 상태 검출 로직(240)은 동작 전압으로서 중간전압(VDDM) 및 고전압(VDDH)을 공급받는다. 제1 패드 상태 검출 로직(230)과 마찬가지로 제2 패드 상태 검출 로직(240)도 출력 단자(203)에 결합되는 피드백 단자(204)를 통해 패드신호(PADR)를 입력받는다. 제2 패드 상태 검출 로직(240)은, 이 패드 신호(PADR)와, 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283)로부터의 2차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATAH)와, 제4 레벨 쉬프터(LS4)(284)로부터의 2차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_ENH)에 응답하여, 제2 패드 상태 검출 신호(N1)를 출력한다. 제2 패드 상태 검출 신호(N1)는 제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)에 입력된다.The second pad
제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)은 동작 전압으로서 중간전압(VDDM)을 공급받는다. 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)은, 제1 레벨 쉬프터(LS1)(281)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)와, 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2)과, 제2 레벨 쉬프터(LS2)(282)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)와, 그리고 제1 패드 상태 검출 로직(230)으로부터의 제1 패드 상태 검출 신호(P1)에 응답하여, 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)를 출력한다. 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)는 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 게이트에 인가된다.The first driver boosting
제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)은 동작 전압으로서 중간전압(VDDM) 및 고전압(VDDH)을 공급받는다. 제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)은, 제2 패드 상태 검출 로직(240)으로부터의 제2 패드 상태 검출 신호(N1)에 응답하여 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)를 출력한다. 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)는 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 게이트에 인가된다.The second driver boosting
인에이블 제어 신호(EN) 및 데이터 신호(DATA)가 모두 하이 레벨 신호인 경우, 제1 레벨 쉬프터(LS1)(281)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)는 중간전압(VDDM)이 된다. 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283)의 입력단자 및 제어 로직(290)의 입력단자로 그라운드전압이 입력된다. 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283) 및 제어 로직(290)은, 각각 제1 게이트 제어 신호(PG) 및 제2 게이트 제어 신호(NG)로 고전압(VDDH) 및 중간전압(VDDM)을 출력시킨다. 고전압(VDDH)을 게이트에 인가받는 제1 P모스 트랜지스터(PM1)는 턴 오프 되는 반면에, 중간전압(VDDM)을 게이트에 인가받는 제1 N모스 트랜지스터(NM1)는 턴 온 된다.When the enable control signal EN and the data signal DATA are both high level signals, the first level shifted data signal LS_DATA from the first
제1 패드 상태 검출 로직(230) 및 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)은, 패드(205)의 상태에 따른 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)를 발생시킨다. 제2 패드 상태 검출 로직(240) 및 제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)은, 패드(205)의 상태에 따른 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)를 발생시킨다. 제1 바이어스 제어 신호(P_bias) 및 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)를 각각 게이트에 인가받는 제2 P모스 트랜지스터(PM2) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM2)는 모두 턴 온 된다. 이와 같이 제1 P모스 트랜지스터(PM1)가 턴 오프 되고, 제1 N모스 트랜지스터(NM1) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM2)가 모두 턴 온 됨으로써, 패드(205)를 통해 그라운드전압이 출력된다.The first pad
인에이블 제어 신호(EN)가 하이 레벨 신호이고, 데이터 신호(DATA)가 로우 레벨 신호인 경우, 제1 레벨 쉬프터(LS1)(281)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)는 그라운드 전압이 된다. 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283)의 입력단자 및 제어 로직(290)의 입력단자로 중간전압(VDDM)이 입력된다. 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283) 및 제어 로직(290)은, 각각 제1 게이트 제어 신호(PG) 및 제2 게이트 제어 신호(NG)로 제1 외부 바이어스 전압(Vbias) 및 그라운드 전압을 출력시킨다. 제1 외부 바이어스 전압(Vbias)을 게이트에 인가받는 제1 P모스 트랜지스터(PM1)는 턴 온 되는 반면에, 그라운드전압을 게이트에 인가받는 제1 N모스 트랜지스터(NM1)는 턴 오프 된다.When the enable control signal EN is a high level signal and the data signal DATA is a low level signal, the first level shifted data signal LS_DATA from the first level shifter (LS1) 281 is grounded . The intermediate voltage VDDM is input to the input terminal of the third level shifter (LS3) 283 and the input terminal of the
제1 패드 상태 검출 로직(230) 및 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)은, 패드(205)의 상태에 따른 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)를 발생시킨다. 제2 패드 상태 검출 로직(240) 및 제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)은, 패드(205)의 상태에 따른 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)를 발생시킨다. 제1 바이어스 제어 신호(P_bias) 및 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)를 각각 게이트에 인가받는 제2 P모스 트랜지스터(PM2) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM2)는 모두 턴 온 된다. 이와 같이 제1 N모스 트랜지스터(NM1)가 턴 오프 되고, 제1 P모스 트랜지스터(PM1) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM2)가 모두 턴 온 됨으로써, 패드(205)를 통해 고전압(VDDH)이 출력된다.The first pad
도 4는 도 3의 고전압 출력 드라이버(200)의 제1 패드 상태 검출 로직(230)의 일 예를 나타내 보인 회로도이다. 도 4를 도 3과 함께 참조하면, 제1 패드 상태 검출 로직(230)은, 노드 바이어스 설정부(231)와,중간전압(VDDM) 출력을 위한 제1 스위칭부(232)와, 그라운드전압 출력을 위한 제2 스위칭부(233)와, 그리고 제1 인버터(234) 및 제2 인버터(235)를 포함하여 구성된다. 제1 패드 상태 검출 로직(230)의 입력 신호들 중 패드 신호(PADR)는 노드 바이어스 설정부(231)에 입력된다. 그리고 제1 레벨 쉬프터(LS1)(281)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA) 및 제2 레벨 쉬프터(LS2)(282)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)는, 각각 제1 인버터(234) 및 제2 인버터(235)에 입력된다. 제1 패드 상태 검출 로직(230)의 출력 단자(236)을 통해서는 제1 패드 상태 검출 신호(P1)가 출력된다.4 is a circuit diagram showing an example of the first pad
노드 바이어스 설정부(231)는, 제1 N모스 트랜지스터(NM11), 및 제2 N모스 트랜지스터(NM12)로 구성될 수 있다. 제1 N모스 트랜지스터(NM11)의 게이트에는 중간전압(VDDM)이 인가된다. 제1 N모스 트랜지스터(NM11)의 드레인에는 패드 신호(PADR)가 입력된다. 제1 N모스 트랜지스터(NM11)의 소스는 C 노드(node_C)에 결합된다. 제2 N모스 트랜지스터(NM12)의 게이트는 제1 N모스 트랜지스터(NM11)의 드레인에 결합된다. 제2 N모스 트랜지스터(NM12)의 드레인에는 중간전압(VDDM)이 인가된다. 제2 N모스 트랜지스터(NM12)의 소스는 C 노드(node_C)에 결합된다.The node
패드 신호(PADR)는 그라운드 전압부터 고전압(VDDH)까지의 크기를 갖는다. 패드 신호(PADR)의 크기가 그라운드전압인 경우, 제1 N모스 트랜지스터(NM11)가 턴 온 되고, 제2 N모스 트랜지스터(NM12)는 턴오프 되므로 C 노드(node_C)에는 패드 신호(PADR)의 크기와 같은 전압이 걸린다. 패드 신호(PADR)의 크기가 고전압(VDDH)인 경우, 제1 N모스 트랜지스터(NM11)는 턴 오프 되고, 제2 N모스 트랜지스터(NM12)가 턴 온 되므로 C 노드(node_C)에는 중간전압(VDDM)이 걸린다.The pad signal PADR has a magnitude ranging from a ground voltage to a high voltage VDDH. When the magnitude of the pad signal PADR is the ground voltage, the first NMOS transistor NM11 is turned on and the second NMOS transistor NM12 is turned off. It takes the same voltage as the size. When the magnitude of the pad signal PADR is the high voltage VDDH, the first NMOS transistor NM11 is turned off and the second NMOS transistor NM12 is turned on, so that the middle node VDDM ).
중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(232)는, 중간전압(VDDM)이 공급되는 단자와 출력 단자(236) 사이에서 직렬로 결합되는 제1 P모스 트랜지스터(PM11), 제2 P모스 트랜지스터(PM12), 및 제3 P모스 트랜지스터(PM13)로 구성될 수 있다. 제1 P모스 트랜지스터(PM11)의 게이트는 C 노드(node_C)에 결합된다. 제1 P모스 트랜지스터(PM11)의 소스는 중간전압(VDDM)이 공급되는 단자에 결합된다. 제1 P모스 트랜지스터(PM11)의 드레인은 제2 P모스 트랜지스터(PM12)의 소스에 결합된다. 제2 P모스 트랜지스터(PM12)의 게이트는 제1 인버터(234)의 출력 단자에 결합된다. 제2 P모스 트랜지스터(PM12)의 드레인은 제3 P모스 트랜지스터(PM13)의 소스에 결합된다. 제3 P모스 트랜지스터(PM13)의 게이트는 제2 인버터(235)의 출력 단자에 결합된다. 제3 P모스 트랜지스터(PM13)의 드레인은 출력 단자(236)에 결합된다.The
제1 P모스 트랜지스터(PM11), 제2 P모스 트랜지스터(PM12), 및 제3 P모스 트랜지스터(PM13)가 모두 턴 온 되면, 출력 단자(236)를 통해 제1 패드 검출 신호(P1)로서 중간전압(VDDM)이 출력된다. 제1 패드 검출 신호(P1)로 중간전압(VDDM)이 출력되도록 하기 위해서는, C 노드(node_C)에서의 전압이 그라운드 전압이고, 또한 제1 인버터(234)의 출력 신호와 제2 인버터(235)의 출력 신호가 모두 그라운드 전압이 되어야 한다.When both the first PMOS transistor PM11, the second PMOS transistor PM12 and the third PMOS transistor PM13 are turned on, the first pad detection signal P1 is transmitted through the
그라운드 전압 공급을 위한 제2 스위칭부(233)는, 그라운드와 출력 단자(236) 사이에서 병렬로 결합되는 제3 N모스 트랜지스터(NM13), 제4 N모스 트랜지스터(NM14), 및 제5 N모스 트랜지스터(NM15)로 구성될 수 있다. 제3 N모스 트랜지스터(NM13)의 게이트는 C 노드(node_C)에 결합된다. 제4 N모스 트랜지스터(NM14)의 게이트는 제1 인버터(234)의 출력 단자에 결합된다. 제5 N모스 트랜지스터(NM15)의 게이트는 제2 인버터(235)의 출력 단자에 결합된다. 제3 N모스 트랜지스터(NM13)의 드레인, 제4 N모스 트랜지스터(NM14)의 드레인, 및 제5 N모스 트랜지스터(NM15)의 드레인은 모두 출력 단자(236)에 결합된다. 제3 N모스 트랜지스터(NM13)의 소스, 제4 N모스 트랜지스터(NM14)의 소스, 및 제5 N모스 트랜지스터(NM15)의 소스는 모두 그라운드 전압에 결합된다. 제3 N모스 트랜지스터(NM13), 제4 N모스 트랜지스터(NM14), 및 제5 N모스 트랜지스터(NM15) 중 적어도 어느 하나가 턴 온 되면, 출력 단자(236)를 통해 제1 패드 검출 신호(P1)로서 그라운드 전압이 출력된다.The
제1 인버터(234)는, 제1 레벨 쉬프터(LS1)(281)로부터 입력되는 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)에 응답하여 출력 신호(LS_DATAB)를 발생시킨다. 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)가 하이 레벨 신호, 즉 중간전압(VDDM)인 경우 출력 신호(LS_DATAB)는 로우 레벨 신호, 즉 그라운드 전압이 된다. 반면에 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)가 로우 레벨 신호, 즉 그라운드 전압인 경우 출력신호(LS_DATAB)는 하이 레벨 신호, 즉 중간전압(VDDM)이 된다. 이 출력 신호(LS_DATAB)는 제2 P모스 트랜지스터(PM12)의 게이트 및 제4 N모스 트랜지스터(NM14)의 게이트에 인가된다. 따라서 제2 P모스 트랜지스터(PM12) 및 제4 N모스 트랜지스터(NM14)는 선택적으로 턴 온 된다.The
제2 인버터(235)는, 제2 레벨 쉬프터(LS2)(282)로부터 입력되는 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)에 응답하여 출력 신호(LS_ENB)를 발생시킨다. 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)가 하이 레벨 신호, 즉 중간전압(VDDM)인 경우 출력 신호(LS_ENB)는 로우 레벨 신호, 즉 그라운드 전압이 된다. 반면에 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)가 로우 레벨 신호, 즉 그라운드 전압인 경우 출력 신호(LS_ENB)는 하이 레벨 신호, 즉 중간전압(VDDM)이 된다. 이 출력 신호(LS_ENB)는 제3 P모스 트랜지스터(PM13)의 게이트 및 제5 N모스 트랜지스터(NM15)의 게이트에 인가된다. 따라서 제3 P모스 트랜지스터(PM13) 및 제5 N모스 트랜지스터(NM15)는 선택적으로 턴 온 된다.The
도 5는 도 3의 고전압 출력 드라이버(200)의 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)의 일 예를 나타내 보인 회로도이다. 도 5을 도 3과 함께 참조하면, 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)은, 제1 패드 상태 검출 신호(P1), 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN), 및 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)에 응답하여 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)를 출력한다. 이를 위해 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)은, 그라운드 전압 공급부(251)와, 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2) 공급부(252)와, 중간전압(VDDM) 공급부(253)와, 그리고 인버터들(254-1, 254-2, 254-3)을 포함하여 구성될 수 있다.5 is a circuit diagram illustrating an example of a first driver boosting
그라운드 전압 공급부(251)는, 제1 P모스 트랜지스터(PM21), 제1 N모스 트랜지스터(NM21), 및 제2 N모스 트랜지스터(NM22)로 구성될 수 있다. 제1 P모스 트랜지스터(PM21) 및 제1 N모스 트랜지스터(NM21)는 D 노드(node_D)와 그라운드 사이에서 직렬로 결합되도록 배치된다. 제1 P모스 트랜지스터(PM21)의 게이트와 제1 N모스 트랜지스터(NM21)의 게이트는 제1 패드 상태 검출 신호(P1)가 입력되는 입력 단자(255)에 결합된다. 제1 P모스 트랜지스터(PM21)의 소스 및 드레인은, 각각 D 노드(node_D) 및 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)의 출력 단자(256)에 결합된다. 제1 N모스 트랜지스터(NM21)의 드레인 및 소스는, 각각 출력 단자(256) 및 그라운드 전압에 결합된다. 제2 N모스 트랜지스터(NM22)는 D 노드(node_D)와 출력 단자(256) 사이에서 제1 P모스 트랜지스터(PM21)와 병렬로 결합되도록 배치된다. 제2 N모스 트랜지스터(NM22)의 게이트는 제1 인버터(254-1)의 출력단자에 결합된다. 제2 N모스 트랜지스터(NM22)의 드레인 및 소스는, 각각 D 노드(node_D) 및 출력 단자(256)에 결합된다. 제1 인버터(254-1)의 입력 단자는 패드 상태 검출 신호(P1)가 입력되는 입력 단자(255)에 결합된다. 제1 인버터(254-1)는, 입력되는 패드 상태 검출 신호(P1)에 응답하여 중간전압(VDDM) 또는 그라운드 전압을 출력한다.The ground
제2 외부 바이어스 전압(Vbias2) 공급부(252)는, 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2)이 공급되는 단자와 D 노드(node_D) 사이에서 직렬로 결합되도록 배치되는 제2 P모스 트랜지스터(PM22) 및 제3 P모스 트랜지스터(PM23)와, 역시 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2)이 공급되는 단자와 D 노드(node_D) 사이에서 직렬로 결합되도록 배치되는 제3 N모스 트랜지스터(NM23) 및 제4 N모스 트랜지스터(NM24)로 구성될 수 있다. 제2 P모스 트랜지스터(PM22) 및 제3 P모스 트랜지스터(PM23)와 제3 N모스 트랜지스터(NM23) 및 제4 N모스 트랜지스터(NM24)는, 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2)이 공급되는 단자와 제1 노드(node_D) 사이에서 병렬로 결합되도록 배치된다. 제2 P모스 트랜지스터(PM22)의 소스와 제3 N모스 트랜지스터(NM23)의 드레인에는 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2)이 인가된다. 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2)은 외부에서 인가되는 전압으로서, 그 크기는 인위적으로 조절 가능하다. 일 예에서 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2)의 크기는 제1 외부 바이어스 전압(Vbias1)의 크기와 동일할 수 있다. 제3 P모스 트랜지스터(PM23)의 드레인 및 제4 N모스 트랜지스터(NM24)의 소스는 제1 노드(node_D)에 결합된다. 제2 P모스 트랜지스터(PM22)의 드레인은 제3 P모스 트랜지스터(PM23)의 소스에 결합된다. 제3 N모스 트랜지스터(NM23)의 소스는 제4 N모스 트랜지스터(NM24)의 드레인에 결합된다.The second external bias voltage
제2 P모스 트랜지스터(PM22)의 게이트는 제2 인버터(254-2)의 출력 단자에 결합된다. 제2 인버터(254-2)의 입력 단자에는 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)가 입력된다. 제2 인버터(254-2)는 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)에 응답하여 출력 신호(LS_ENB)로서 중간전압(VDDM) 또는 그라운드 전압을 출력한다. 제3 P모스 트랜지스터(PM23)의 게이트는 제3 인버터(254-3)의 출력 단자에 결합된다. 제3 인버터(254-3)의 입력 단자에는 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)가 입력된다. 제3 인버터(254-3)는 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)에 응답하여 출력 신호(LS_DATAB)로서 중간전압(VDDM) 또는 그라운드 전압을 출력한다. 제3 N모스 트랜지스터(NM23)의 게이트에는 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)가 인가된다. 제4 N모스 트랜지스터(NM24)의 게이트에는 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)가 인가된다.The gate of the second PMOS transistor PM22 is coupled to the output terminal of the second inverter 254-2. The first-level shifted enable control signal LS_EN is input to the input terminal of the second inverter 254-2. The second inverter 254-2 outputs the intermediate voltage VDDM or the ground voltage as the output signal LS_ENB in response to the first level-shifted enable control signal LS_EN. The gate of the third PMOS transistor PM23 is coupled to the output terminal of the third inverter 254-3. The input terminal of the third inverter 254-3 receives the data signal LS_DATA shifted to the first level. The third inverter 254-3 outputs the intermediate voltage VDDM or the ground voltage as the output signal LS_DATAB in response to the first-level shifted data signal LS_DATA. The first level-shifted enable control signal LS_EN is applied to the gate of the third NMOS transistor NM23. The data of the first level shifted data signal LS_DATA is applied to the gate of the fourth Nmos transistor NM24.
중간전압(VDDM) 공급부(253)는, 제4 P모스 트랜지스터(PM24)와 노아(NOR) 로직 게이트(257)로 구성될 수 있다. 제4 P모스 트랜지스터(PM24)의 소스 및 드레인은, 각각 중간전압(VDDM)이 공급되는 단자와 출력 단자(256)에 결합된다. 제4 P모스 트랜지스터(PM24)의 게이트는 노아(NOR) 로직 게이트(257)의 출력 단자에 결합된다. 노아(NOR) 로직 게이트(257)의 입력단자에는 제2 인버터(254-2)의 출력 신호(LS_ENB)와 제3 인버터(254-3)의 출력 신호(LS_DATAB)가 입력된다. 노아(NOR) 로직 게이트(257)는, 제2 인버터(2542)의 출력 신호(LS_ENB)와 제3 인버터(2543)의 출력 신호(LS_DATAB)가 모두 로우 레벨인 경우에만 중간전압(VDDM)을 출력하고, 나머지 경우에는 그라운드 전압을 출력한다.The intermediate
도 6은 도 4의 제1 패드 검출 회로(230) 및 도 5의 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)의 동작을 설명하기 위해 나타내 보인 타이밍도이다. 본 예에서 저전압(VDDL), 중간전압(VDDM), 및 고전압(VDDH)이 각각 0.9V, 1.8V, 및 3.3V인 경우를 예로 들기로 한다. 도 6을 도 3 내지 도 5와와 함께 참조하면, 데이터 신호(DATA)가 로우 레벨 신호, 즉 0V인 경우, 제1 레벨 쉬프터(LS1)(281)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)는 그라운드 전압인 0V가 된다. 따라서 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 제1 인버터(234) 및 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)의 제3 인버터(254-3)의 출력 신호(LS_DATAB)는 중간전압(VDDM)인 1.8V가 된다. 한편 고전압 출력 드라이버(200)의 동작을 위해 인에이블 제어 신호(EN)로 하이 레벨 신호가 입력되며, 따라서 제2 레벨 쉬프터(LS2)(282)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)는 중간전압(VDDM)인 1.8V가 된다. 따라서 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 제2 인버터(235) 및 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)의 제2 인버터(254-2)의 출력 신호(LS_ENB)는 그라운드 전압인 0V가 된다.FIG. 6 is a timing diagram illustrating the operation of the first
데이터 신호(DATA)가 로우 레벨 신호이므로, 패드(205)에는 그라운드 전압인 0V가 인가되는 상태가 되고, 따라서 패드 신호(PADR)는 0V가 된다. 패드 신호(PADR)가 0V가 됨에 따라, 도 4의 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 C 노드(node_C)에서의 전압은 0V가 된다. 따라서 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(232)의 제1 P모스 트랜지스터(PM11)는 턴 온 되는 반면, 그라운드전압 공급을 위한 제2 스위칭부(233)의 제3 N모스 트랜지스터(NM13)는 턴 오프 된다. 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 제2 인버터(234)의 출력 신호(LS_DATAB)가 중간전압(VDDM)인 1.8V이므로, 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(232)의 제2 P모스 트랜지스터(PM12)는 턴 오프 되는 반면, 그라운드 전압 공급을 위한 제2 스위칭부(233)의 제4 N모스 트랜지스터(NM14)는 턴 온 된다. 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 제3 인버터(235)의 출력 신호(LS_ENB)가 0V이므로, 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(232)의 제3 P모스 트랜지스터(PM13)는 턴 온 되는 반면, 그라운드 전압 공급을 위한 제2 스위칭부(233)의 제5 N모스 트랜지스터(NM15)는 턴 오프 된다. 이와 같이, 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(232)의 제2 P모스 트랜지스터(PM12)가 턴 오프 되고, 그라운드 전압 공급을 위한 제2 스위칭부(233)의 제4 N모스 트랜지스터(NM14)가 턴 온 됨에 따라, 제1 패드 상태 검출 신호(P1)로 그라운드전압인 0V가 출력된다.Since the data signal DATA is a low level signal, a ground voltage of 0V is applied to the
제1 패드 상태 검출 신호(P1)가 0V면, 도 5의 제1 드라이버 부스팅 제어 회로(250)의 제1 인버터(254-1)는 중간전압(VDDM)인 1.8V를 출력시킨다. 그라운드 전압 공급부(251)의 제1 P모스 트랜지스터(PM21) 및 제1 N모스 트랜지스터(NM21)는 각각 턴 온 및 턴 오프 된다. 따라서 출력 단자(256)는 D 노드(node_D)에 결합된다. 그러나 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2) 공급부(252)의 제3 P모스 트랜지스터(PM23)의 게이트 및 제4 N모스 트랜지스터(NM24)의 게이트에 각각 중간전압(VDDM)인 1.8V 및 그라운드전압인 0V가 인가됨에 따라 제3 P모스 트랜지스터(PM23) 및 제4 N모스 트랜지스터(NM24) 모두 턴 오프 된다.When the first pad state detection signal P1 is 0V, the first inverter 254-1 of the first driver boosting
한편 중간전압(VDDM) 공급부(253)의 노아(NOR) 로직 게이트(253)의 입력단자들로 제1 드라이버 부스팅 제어 회로(250)의 제2 인버터(254-2) 출력 신호(LS_ENB) 및 제3 인버터(254-3) 출력 신호(LS_DATAB)로서 각각 그라운드 전압인 0V와 중간전압(VDDM)인 1.8V가 입력된다. 이에 따라 노아(NOR) 로직 게이트(257)의 출력단자로 그라운드전압인 0V가 출력된다. 이 0V는 제4 P모스 트랜지스터(PM24)의 게이트에 인가되어 제4 P모스 트랜지스터(PM24)를 턴 온 시킨다. 따라서 제1 드라이버 부스팅 제어 회로(250)의 출력 단자(256)를 통해 중간전압(VDDM)인 1.8V가 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)로 출력된다.The output signal LS_ENB of the second inverter 254-2 of the first driver boosting
이와 같이, 인에이블 제어 신호(EN)가 하이 레벨 신호이고, 데이터 신호(DATA) 및 패드(205) 전압이 각각 로우 레벨 신호 및 그라운드 전압으로 유지되는 동안, 풀-업 드라이버(210)의 제1 P모스 트랜지스터(PM1)의 게이트에는 고전압(VDDH)인 3.3V의 제1 게이트 제어 신호(PG)가 인가되고, 제2 P모스 틀랜지스터(PM2)의 게이트에는 중간전압(VDDM)인 1.8V의 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)가 인가된다. 따라서 데이터 신호(DATA)가 로우 레벨 신호를 유지하는 동안 풀-업 드라이버(210)는 비활성화된다.Thus, while the enable control signal EN is a high level signal and the voltage of the data signal DATA and the voltage of the
데이터 신호(DATA)가 로우 레벨 신호에서 하이 레벨 신호로 전환되면,제1 레벨 쉬프터(LS1)(281)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)는 중간전압(VDDM)인 1.8V가 된다. 따라서 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 제1 인버터(234) 및 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)의 제3 인버터(254-3)의 출력신호(LS_DATAB)는 그라운드 전압인 0V가 된다. 이에 따라 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(232)의 제2 P모스 트랜지스터(PM12)는 턴 온 되고, 그라운드 전압 공급을 위한 제2 스위칭부(233)의 제4 N모스 트랜지스터(NM14)는 턴 오프 된다. 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)의 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2) 공급부(252)의 제3 P모스 트랜지스터(PM23) 및 제4 N모스 트랜지스터(NM24)는 모두 턴 온 되고, 중간전압(VDDM) 공급부(253)의 노아(NOR) 게이트(257)의 제2 입력 단자에는 그라운드 전압인 0V가 입력된다.When the data signal DATA is switched from the low level signal to the high level signal, the first level shifted data signal LS_DATA from the first
고전압 출력 드라이버(200)의 동작을 위해 인에이블 제어 신호(EN)는 하이 레벨 신호가 유지되며, 따라서 제2 레벨 쉬프터(LS2)(282)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)는 중간전압(VDDM)인 1.8V를 유지한다. 따라서 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 제2 인버터(235) 및 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)의 제2 인버터(254-2)의 출력 신호(LS_ENB)도 그라운드 전압인 0V를 유지한다. 이에 따라 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(232)의 제3 P모스 트랜지스터(PM13)는 턴 온 되고, 그라운드 전압 공급을 위한 제2 스위칭부(233)의 제5 N모스 트랜지스터(NM15)는 턴 오프 된다. 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)의 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2) 공급부(252)의 제2 P모스 트랜지스터(PM22) 및 제3 N모스 트랜지스터(NM23)는 모두 턴 온 되고, 중간전압(VDDM) 공급부(253)의 노아(NOR) 게이트(257)의 제1 입력 단자에는 그라운드 전압인 0V가 입력된다.The enable control signal EN for operation of the high
한편 데이터 신호(DATA)가 로우 레벨 신호에서 하이 레벨 신호로 전환됨에 따라, 패드 신호(PADR)는 그라운드 전압인 0V에서 고전압(VDDH)인 3.3V로 트리거링된다. 이 트리거링 시간 동안, 데이터 신호(DATA)가 하이 레벨 신호를 유지하는 반면, 패드 신호(PADR)는 0V에서 3,3V에 이르기까지 점점 증가한다. 패드 신호(PADR)가 0V로부터 중간전압(VDDM)인 1.8V사이의 크기를 갖는 동안, 도 4의 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 C 노드(node_C) 전압도 0V로부터 1.8V 사이의 크기를 갖는다. 이 동안 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제2 스위칭부(233)의 제1 P모스 트랜지스터(PM11)는 턴 온 상태를 유지하고, 그라운드 전압 공급을 위한 제2 스위칭부(233)의 제3 N모스 트랜지스터(NM13)는 턴 오프 상태를 유지한다. 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(232)의 제1 P모스 트랜지스터(PM11), 제2 P모스 트랜지스터(PM12), 및 제3 P모스 트랜지스터(PM13)가 모두 턴 온 되는 반면, 그라운드 전압 공급을 위한 제2 스위칭부(233)의 제3 N모스 트랜지스터(NM13), 제4 N모스 트랜지스터(NM14), 및 제5 N모스 트랜지스터(NM15)가 모두 턴 오프 되므로, 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 출력신호인 제1 패드 상태 검출 신호(P1)로서 중간전압(VDDM)인 1.8V가 출력된다.On the other hand, as the data signal DATA is switched from the low level signal to the high level signal, the pad signal PADR is triggered at 3.3V, which is the high voltage VDDH at 0V, which is the ground voltage. During this triggering time, the data signal DATA maintains a high level signal while the pad signal PADR gradually increases from 0V to 3,3V. The C node (node_C) voltage of the first pad
제1 패드 상태 검출 신호(P1)가 중간전압(VDDM)인 1.8V로 전환되면, 도 5의 제1 드라이버 부스팅 제어 회로(250)의 제1 인버터(254-1)는 그라운드 전압인 0V를 출력시켜서 그라운드전압 공급부(251)의 제2 N모스 트랜지스터(NM22)를 턴 오프 시킨다. 그리고 제1 패드 상태 검출 신호(P1)를 게이트에 직접 인가받는 제1 P모스 트랜지스터(PM21) 및 제1 N모스 트랜지스터(NM21)가 각각 턴 오프 및 턴 온 된다. 따라서 제1 드라이버 부스팅 제어 회로(250)의 출력단자(256)를 통해 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)로 그라운드 전압인 0V가 출력된다.The first inverter 254-1 of the first driver boosting
한편, 중간전압(VDDM) 공급부(253)의 노아(NOR) 로직 게이트(253)의 제1 입력 단자 및 제2 입력 단자로 제1 드라이버 부스팅 제어 회로(250)의 제2 인버터(254-2) 출력신호(LS_ENB) 및 제3 인버터(254-3) 출력신호(LS_DATAB)로서 모두 그라운드 전압인 0V가 입력되므로, 노아(NOR) 로직 게이트(257)의 출력 단자로 중간전압(VDDM)인 1.8V가 출력된다. 이 1.8V는 제4 P모스 트랜지스터(PM24)의 게이트에 인가되어 제4 P모스 트랜지스터(PM24)를 턴 오프 시킨다. 이 상태는 데이터 신호(DATA)가 하이 레벨 신호를 유지하는 동안 유지된다.The second inverter 254-2 of the first driver boosting
패드 신호(PADR)가 중간전압(VDDM)인 1.8V와 고전압(VDDH)인 3.3V 사이의 크기를 갖는 동안, 도 4의 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 노드 바이어스 설정부(231)의 제1 N모스 트랜지스터(NM11) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM12)가 각각 턴 오프 및 턴 온 되고, 그 결과 C 노드(node_C) 전압은 중간전압(VDDM)인 1.8V의 크기를 갖는다. 따라서 이 동안 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제2 스위칭부(233)의 제1 P모스 트랜지스터(PM11)는 턴 오프 상태를 유지하고, 그라운드 전압 공급을 위한 제2 스위칭부(233의 제3 N모스 트랜지스터(NM13)는 턴 온 상태를 유지한다. 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 출력신호인 제1 패드 상태 검출 신호(P1)는 다시 그라운드 전압인 0V로 전환된다.While the pad signal PADR has a magnitude between 1.8V which is the intermediate voltage VDDM and 3.3V which is the high voltage VDDH, the node
제1 패드 상태 검출 신호(P1)가 다시 0V로 전환되면, 제1 드라이버 부스팅 제어 회로(250)의 그라운드전압 공급부(251)의 제1 P모스 트랜지스터(PM21) 및 제1 N모스 트랜지스터(NM21)는 각각 턴 온 상태 및 턴 오프 상태로 전환된다. 그리고 중간전압(VDDM) 공급부(253)의 제4 P모스 트랜지스터(PM24)는 턴 오프 상태를 유지한다. 이에 따라 제1 드라이버 부스팅 제어 회로(250)의 출력단자(256)는 D 노드(node_D)에 연결되어, 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)는 D 노드(node_D) 전압으로 구성된다.The first PMOS transistor PM21 and the first NMOS transistor NM21 of the ground
제1 드라이버 부스팅 제어 회로(250)의 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2) 공급부(252)로 입력되는 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA) 및 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)는 모두 중간전압(VDDM)인 1.8V로 구성되고, 제2 인버터(254-2)의 출력신호(LS_ENB) 및 제3 인버터(254-3)의 출력신호(LS_DATAB)는 모두 그라운드 전압인 0V로 구성된다. 따라서 제2 P모스 트랜지스터(PM22), 제3 P모스 트랜지스터(PM23), 제3 N모스 트랜지스터(NM23), 및 제4 N모스 트랜지스터(NM24)가 모두 턴 온 되어, D 노드(node_D)에는 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2)이 인가된다. 이 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2)은 출력 단자(256)를 통해 제1 바이어스 제어 신호(P_bais)로 출력된다. 이 상태는 패드신호(PADR)가 고전압(VDDH)인 3.3V를 유지하는 동안 지속된다.The first level shifted data signal LS_DATA and the first level shifted enable control signal LS_EN input to the second external bias voltage
이와 같이, 인에이블 제어 신호(EN)가 하이 레벨 신호이고, 데이터 신호(DATA)가 하이 레벨 신호로 전환되면, 풀-업 드라이버(210)가 활성화되어 패드 신호(PADR)는 그라운드 전압인 0V에서 고전압(VDDH)인 3.3V까지 트리거링되고, 그 이후에는 3.3V를 유지한다. 트리거링되는 동안과, 패드 신호(PADR)가 완전히 트리거링 되어 고전압(VDDH)인 3.3V를 유지하는 동안에는 풀-업 드라이버(210)의 제1 P모스 트랜지스터(PM1)의 게이트에 제1 게이트 제어 신호(PG)로 제1 외부 바이어스 전압(Vbias1)인 1.32V가 인가된다. 반면, 트리거링되는 동안 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 게이트에 인가되는 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)는, 패드 신호(PADR)가 작은 크기를 갖는 동안 그라운드 전압인 0V가 부스팅되다가, 패드 신호(PADR)가 일정 크기, 예컨대 중간전압(VDDM)인 1.8V보다 커지면 제2 외부 바이어스(Vbias2)인 1.32V로 전환된다. 데이터 신호(DATA)가 하이 레벨 신호로 유지되는 동안 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 게이트로 제2 외부 바이어스(Vbias2)인 1.32V가 인가되는 상태는 유지된다.When the enable control signal EN is a high level signal and the data signal DATA is switched to a high level signal, the pull-up
데이터 신호(DATA)가 하이 레벨 신호에서 다시 로우 레벨 신호로 전환되면, 제1 레벨 쉬프터(LS1)(281)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)도 그라운드 전압인 0V로 전환된다. 따라서 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 제1 인버터(234) 및 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)의 제3 인버터(254-3)의 출력신호(LS_DATAB)는 중간전압(VDDM)인 1.8V가 된다. 이에 따라 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(232)의 제2 P모스 트랜지스터는 턴 오프 되고, 그라운드 전압 공급을 위한 제2 스위칭부(233)의 제4 N모스 트랜지스터(NM14)는 턴 온 된다. 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)의 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2) 공급부(252)의 제2 P모스 트랜지스터(PM22) 및 제3 N모스 트랜지스터(NM23)는 모두 턴 오프되고, 중간전압(VDDM) 공급부(253)의 노아(NOR) 게이트(267)의 제2 입력 단자에는 중간전압(VDDM)인 1.8V가 입력된다.When the data signal DATA is switched from the high level signal to the low level signal again, the first level shifted data signal LS_DATA from the first level shifter (LS1) 281 is also switched to 0V which is the ground voltage. The output signal LS_DATAB of the
고전압 출력 드라이버(200)의 동작을 위해 인에이블 제어 신호(EN)는 하이 레벨 신호가 유지되며, 따라서 제2 레벨 쉬프터(LS2)(282)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)는 중간전압(VDDM)인 1.8V를 유지한다. 따라서 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 제2 인버터(235) 및 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)의 제2 인버터(254-2)의 출력 신호(LS_DATAB)도 그라운드 전압인 0V를 유지한다. 이에 따라 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(232)의 제3 P모스 트랜지스터(PM13)는 턴 온 상태를 유지하고, 그라운드 전압 공급을 위한 제2 스위칭부(233)의 제5 N모스 트랜지스터(NM15)는 턴 오프 상태를 유지한다. 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)의 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2) 공급부(252)의 제2 P모스 트랜지스터(PM22) 및 제3 N모스 트랜지스터(NM23)는 모두 턴 온 상태를 유지하고, 중간전압(VDDM) 공급부(253)의 노아(NOR) 게이트(257)의 제1 입력 단자에는 그라운드 전압인 0V가 입력된다.The enable control signal EN for operation of the high
한편 데이터 신호(DATA)가 하이 레벨 신호에서 로우 레벨 신호로 전환됨에 따라, 패드 신호(PADR)도 고전압(VDDH)인 3.3V에서 그라운드 전압인 0V로 트리거링된다. 이 트리거링 시간 동안, 데이터 신호(DATA)가 로우 레벨 신호를 유지하는 반면, 패드 신호(PADR)는 3.3V에서 0V에 이르기까지 점점 감소한다. 패드 신호(PADR)가 고전압(VDDH)인 3.3V에서 중간전압(VDDM)인 1.8V사이의 크기를 갖는 동안, 도 4의 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 C 노드(node_C) 전압은 중간전압(VDDM)인 1.8V를 유지한다. 이 동안 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제2 스위칭부(233)의 제1 P모스 트랜지스터(PM11)는 턴 오프 상태를 유지하고, 그라운드 전압 공급을 위한 제2 스위칭부(233)의 제3 N모스 트랜지스터(NM13)는 턴 온 상태를 유지한다. 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(232)의 제1 P모스 트랜지스터(PM11) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM12)가 턴 오프 상태이고, 그라운드 전압 공급을 위한 제2 스위칭부(233)의 제3 N모스 트랜지스터(NM13) 및 제4 N모스 트랜지스터(NM14)가 턴 온 상태이므로, 제1 패드 상태 검출 신호(P1)는 그라운드 전압인 0V를 유지한다.On the other hand, as the data signal DATA is switched from the high level signal to the low level signal, the pad signal PADR is also triggered from 3.3V, which is the high voltage VDDH, to 0V, which is the ground voltage. During this triggering time, the data signal DATA maintains a low level signal, while the pad signal PADR gradually decreases from 3.3V to 0V. While the pad signal PADR has a magnitude between 3.3V, which is the high voltage VDDH, and 1.8V, which is the intermediate voltage VDDM, the C node_C voltage of the first pad
제1 패드 상태 검출 신호(P1)가 0V를 유지하고, 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)가 그라운드 전압인 0V로 전환되며, 그리고 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250)의 제3 인버터(254-3)의 출력 신호(LS_DATAB)가 중간전압(VDDM)인 1.8V로 전환됨에 따라, 제1 드라이버 부스팅 제어 로직(250) 내에서 D 노드(node_D)로의 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2)의 공급은 차단된다. 대신에 중간전압(VDDM) 공급부(253)의 노아(NOR) 로직 게이트(253)의 제1 입력 단자 및 제2 입력 단자로 그라운드 전압인 0V와 중간전압(VDDM)인 1.8V가 입력되어, 노아(NOR) 로직 게이트(257)의 출력 단자로 그라운드 전압인 0V가 출력된다. 이 출력 신호는 제4 P모스 트랜지스터(PM24)의 게이트에 인가되어 제4 P모스 트랜지스터(PM24)를 턴 온 시킨다. 따라서 제1 드라이버 부스팅 제어 회로(250)의 출력 단자(256)를 통해 중간전압(VDDM)인 1.8V가 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)로 출력된다.The first pad state detection signal P1 is maintained at 0V and the first level shifted data signal LS_DATA is switched to the ground voltage 0V and the third inverter 254 of the first driver boosting
패드 신호(PADR)가 중간전압(VDDM)인 1.8V와 그라운드 전압인 0V 사이의 크기를 갖는 동안, 도 4의 제1 패드 상태 검출 회로(230)의 노드 바이어스 설정부(231)의 제1 N모스 트랜지스터(NM11) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM12)가 각각 턴 온 및 턴 오프 되고, 그 결과 C 노드(node_C) 전압은 패드 신호(PADR)와 실질적으로 동일한 크기를 갖는다. 따라서 이 동안 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제2 스위칭부(233)의 제1 P모스 트랜지스터(PM11)는 턴 온 되고, 그라운드 전압 공급을 위한 제2 스위칭부(233)의 제3 N모스 트랜지스터(NM13)는 턴 오프 된다. 제1 P모스 트랜지스터(PM11) 및 제3 N모스 트랜지스터(NM13)가 각각 턴 온 및 턴 오프 되더라도, 제2 P모스 트랜지스터(PM12) 및 제4 N모스 트랜지스터(NM14)가 각각 턴 오프 및 턴 온 상태를 유지하므로, 제1 패드 상태 검출 신호(P1)는 그라운드 전압인 0V를 유지하고, 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)도 중간전압(VDDM)인 1.8V를 유지한다.While the pad signal PADR has a magnitude between 1.8 V, which is the intermediate voltage VDDM, and 0 V, which is the ground voltage, the first N of the node
도 7은 도 3의 고전압 출력 드라이버(200)의 제2 패드 상태 검출 로직(240)의 일 예를 나타내 보인 회로도이다. 도 7을 도 3과 함께 참조하면, 제2 패드 상태 검출 로직(240)은, 패드 신호(PADR)와, 2차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATAH)와, 그리고 2차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_ENH)에 응답하여, 출력 단자(245)를 통해 제2 패드 상태 검출 신호(N1)로서 중간전압(VDDM) 또는 고전압(VDDH)을 출력시킨다. 이를 위해 제2 패드 상태 검출 로직(240)은, 제1 노드 바이어스 설정부(241)와, 제2 노드 바이어스 설정부(242)와, 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(243)와, 그리고 고전압(VDDH) 공급을 위한 제2 스위칭부(244)를 포함하여 구성될 수 있다.7 is a circuit diagram showing an example of the second pad
제1 노드 바이어스 설정부(241)는 제1 P모스 트랜지스터(PM31) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM32)로 구성될 수 있다. 제1 P모스 트랜지스터(PM31)의 소스 및 제2 P모스 트랜지스터(PM32)의 게이트에는 패드 신호(PADR)가 입력된다. 제1 P모스 트랜지스터(PM31)의 게이트 및 제2 P모스 트랜지스터(PM32)의 소스는 중간전압(VDDM)을 공급하는 단자와 결합된다. 제1 P모스 트랜지스터(PM31)의 드레인 및 제2 P모스 트랜지스터(PM32)의 드레인은 E 노드(node_E)에 결합된다. 패드 신호(PADR)의 크기가 그라운드 전압과 중간전압(VDDM) 사이에 있는 경우, 제1 P모스 트랜지스터(PM31) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM32)가 각각 턴 오프 및 턴 온 되므로, E 노드(node_E)에는 중간전압(VDDM)이 걸린다. 반면에 패드 신호(PADR)의 크기가 중간전압(VDDM)과 고전압(VDDH) 사이에 있는 경우, 제1 P모스 트랜지스터(PM31) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM32)가 각각 턴 온 및 턴 오프 되므로, E 노드(node_E)에는 패드 신호(PADR)와 실질적으로 같은 크기의 전압이 걸린다.The first node
제2 노드 바이어스 설정부(242)는, 고전압(VDDH)인 인가되는 단자와 중간전압(VDDM)이 인가되는 단자 사이에서 직렬로 결합되는 제3 P모스 트랜지스터(PM33) 및 제1 N모스 트랜지스터(NM31)로 구성될 수 있다. 제3 P모스 트랜지스터(PM33)의 게이트 및 제1 N모스 트랜지스터(NM31)의 게이트에는 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283)로부터의 2차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATAH)가 인가된다. 제3 P모스 트랜지스터(PM33)의 소스 및 드레인은, 각각 고전압(VDDH)이 인가되는 단자와 F 노드(node_F)에 결합된다. 제1 N모스 트랜지스터(NM31)의 드레인 및 소스는, 각각 중간전압(VDDM)이 인가되는 단자와 F 노드(node_F)에 결합된다. 2차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATAH)가 로우 레벨 신호로서 중간전압(VDDM)인 경우, 제3 P모스 트랜지스터(PM33) 및 제1 N모스 트랜지스터(NM31)가 각각 턴 온 및 턴 오프 되어 F 노드(node_F)에는 고전압(VDDH)이 걸린다. 반면에 2차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATAH)가 하이 신호로서 고전압(VDDH)인 경우, 제3 P모스 트랜지스터(PM33) 및 제1 N모스 트랜지스터(NM31)가 각각 턴 오프 및 턴 온 되어 F 노드(node_F)에는 중간전압(VDDM)이 걸린다.The second node
중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(243)는, 출력 단자(245)와 중간전압(VDDM)이 공급되는 단자 사이에서 직렬로 결합되는 제2 N모스 트랜지스터(NM32), 제3 N모스 트랜지스터(NM33), 및 제4 N모스 트랜지스터(NM34)로 구성될 수 있다. 제2 N모스 트랜지스터(PM32)의 게이트는 F 노드(node_F)에 결합된다. 제3 N모스 트랜지스터(NM33)의 게이트에는 제4 레벨 쉬프터(LS4)(284)로부터의 2차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_ENH)가 인가된다. 제4 N모스 트랜지스터(NM34)의 게이트는 E 노드(node_E)에 결합된다. 제2 N모스 트랜지스터(NM32)의 드레인 및 소스는, 각각 제3 N모스 트랜지스터(NM33)의 소스 및 출력 단자(245)에 결합된다. 제3 N모스 트랜지스터(NM33)의 드레인은 제4 N모스 트랜지스터(NM34)의 소스에 결합된다. 제4 N모스 트랜지스터(NM34)의 드레인은 중간전압(VDDM)이 공급되는 단자에 결합된다.The
고전압(VDDH) 공급을 위한 제2 스위칭부(244)는, 고전압(VDDH)이 공급되는 단자와 출력 단자(245) 사이에서 병렬로 결합되는 제4 P모스 트랜지스터(PM34), 제5 P모스 트랜지스터(PM35), 및 제6 P모스 트랜지스터(PM36)로 구성될 수 있다. 제4 P모스 트랜지스터(PM34)의 게이트는 E 노드(node_E)에 결합된다. 제5 P모스 트랜지스터(PM35)의 게이트는 F 노드(node_F)에 결합된다. 제6 P모스 트랜지스터(PM36)의 게이트에는 2차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_ENH)가 인가된다. 제4 P모스 트랜지스터(PM34)의 소스, 제5 P모스 트랜지스터(PM35)의 소스, 및 제6 P모스 트랜지스터(PM36)의 소스는 고전압(VDDH)이 공급되는 단자에 결합된다. 제4 P모스 트랜지스터(PM34)의 드레인, 제5 P모스 트랜지스터(PM35)의 드레인, 및 제6 P모스 트랜지스터(PM36)의 드레인은 출력 단자(245)에 결합된다.The
도 8은 도 3의 고전압 출력 드라이버(200)의 제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)의 일 예를 나타내 보인 회로도이다. 도 8을 도 3과 함께 참조하면, 제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)은, 중간전압(VDDM) 및 고전압(VDDH)을 공급받으며, 제2 패드 상태 검출 신호(N1)에 응답하여 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)를 출력한다. 이를 위해 제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)은, 가상 플로팅 P웰 바이어스(Virtual Floating P-well bias; 이하 VFP) 발생부(261)와, 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(262)와, 고전압(VDDH) 공급을 위한 스위칭 소자(263)와, 인버터(264)를 포함하여 구성된다.8 is a circuit diagram showing an example of the second driver boosting
VFP 발생부(261)는, 고전압(VDDH)이 공급되는 단자와 중간전압(VDDM)이 공급되는 단자 사이에서 직렬로 결합되는 제1 P모스 트랜지스터(PM41) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM42)로 구성될 수 있다. 제1 P모스 트랜지스터(PM41)의 게이트에는 중간전압(VDDM)이 인가된다. 제2 P모스 트랜지스터(PM42)의 게이트에는 고전압(VDDH)이 인가된다. 제1 P모스 트랜지스터(PM41)의 소스에는 고전압(VDDH)이 인가된다. 제2 P모스 트랜지스터(PM42)의 소스에는 중간전압(VDDM)이 인가된다. 제1 P모스 트랜지스터(PM41)의 드레인 및 제2 P모스 트랜지스터(PM42)의 드레인은 가상 플로팅 P웰 바이어스(VFP)가 출력되는 단자에 공통으로 결합된다. 일반적으로 중간전압(VDDM)이 게이트에 인가되는 제1 P모스 트랜지스터(PM41)는 턴 온 상태를 유지하는 반면, 고전압(VDDH)이 게이트에 인가되는 제2 P모스 트랜지스터(PM42)는 턴 오프 상태를 유지한다. 따라서 가상 플로팅 P웰 바이어스(VFP)는 항상 고전압(VDDH)을 유지한다.The
다만 고전압 출력 드라이버(200)의 초기화 단계, 즉 고전압 출력 드라이버(200)를 포함하는 집적 회로에 전압이 공급되기 시작하는 시점에서, 중간전압(VDDM) 동작용 저전압소자의 신뢰성 보장을 위해, 가상 플로팅 P웰 바이어스(VFP)로서 고전압(VDDH)이 공급되도록 하기 전에 중간전압(VDDM)이 먼저 공급되도록 할 필요가 있다. 이를 위해 고전압 출력 드라이버(200)를 포함하는 집적 회로에 대한 전압 공급은, 중간전압(VDDM)을 먼저 공급하고, 이어서 중간전압(VDDM)에 대한 램핑-업(ramping-up)을 수행한 후에 고전압(VDDH)을 공급하도록 수행된다. 이에 따라 고전압(VDDH)이 공급되기 전에 중간전압(VDDM)이 공급되면, VFP 발생부(261)의 제1 P모스 트랜지스터(PM41) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM42)가 각각 턴 오프 및 턴 온 되어 가상 플로팅 P웰 바이어스(VFP)는 중간전압(VDDM)으로 설정된다. 이어서 고전압(VDDH)이 공급되면, VFP 발생부(261)는 정상적으로 가상 플로팅 P웰 바이어스(VFP)로서 고전압(VDDH)을 출력한다.However, in order to ensure the reliability of the intermediate voltage (VDDM) operation low voltage element at the time when the voltage starts to be supplied to the integrated circuit including the high
중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(262)는, 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)가 출력되는 출력 단자(265)와 중간전압(VDDM)을 공급하는 단자 사이에서 병렬로 배치되는 제1 N모스 트랜지스터(NM41) 및 제3 P모스 트랜지스터(PM43)로 구성될 수 있다. 제1 N모스 트랜지스터(NM41)의 게이트에는 제2 패드 상태 검출 신호(N1)가 인가된다. 제3 P모스 트랜지스터(PM43)의 게이트는 인버터(264)의 출력 단자에 결합된다. 제1 N모스 트랜지스터(NM41)의 드레인 및 제3 P모스 트랜지스터(PM43)의 소스는 중간전압(VDDM)을 공급하는 단자에 결합된다. 제1 N모스 트랜지스터(NM41)의 소스 및 제3 P모스 트랜지스터(PM43)의 드레인은 출력 단자(265)에 결합된다. 제1 N모스 트랜지스터(NM41) 및 제3 P모스 트랜지스터(PM43) 중 어느 하나가 턴 온 되면, 출력 단자(265)를 통해 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)로 중간전압(VDDM)이 출력된다. 다른 예에서 제3 P모스 트랜지스터(PM43)는 생략될 수 있다.The
고전압(VDDH) 공급을 위한 스위칭소자(263)는 제4 P모스 트랜지스터(PM44)로 구성될 수 있다. 제4 P모스 트랜지스터(PM44)의 게이트에는 제2 패드 상태 검출 신호(N1)가 인가된다. 제4 P모스 트랜지스터(PM44)의 소스는 가상 플로팅 P웰 바이어스(VFP)가 출력되는 단자에 결합된다. 제4 P모스 트랜지스터(PM44)의 드레인은 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)가 출력되는 출력 단자(265)에 결합된다. 제4 P모스 트랜지스터(PM44)가 턴 온 되면, 출력 단자(265)를 통해 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)로 가상 플로팅 P웰 바이어스(VFP), 즉 고전압(VDDH)이 출력된다.The switching
인버터(264)는, 고전압(VDDH)이 공급되는 단자와 중간전압(VDDM)이 공급되는 단자 사이에서 직렬로 결합되는 제5 P모스 트랜지스터(PM45) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM42)로 구성될 수 있다. 제5 P모스 트랜지스터(PM45)의 게이트 및 제2 N모스 트랜지스터(NM42)의 게이트에는 제2 패드 상태 검출 신호(N1)가 인가된다. 제5 P모스 트랜지스터(PM45)의 소스 및 제2 N모스 트랜지스터(NM42)의 드레인에는 각각 고전압(VDDH) 및 중간전압(VDDM)이 인가된다. 제5 P모스 트랜지스터(PM45)의 드레인 및 제2 N모스 트랜지스터(NM42)의 소스는 출력단자에 결합된다. 제2 패드 상태 검출 신호(N1)가 고전압(VDDH)인 경우, 인버터(264)는 중간전압(VDDM)을 출력한다. 반면에 제2 패드 상태 검출 신호(N1)가 중간전압(VDDM)인 경우, 인버터(264)는 고전압(VDDH)을 출력한다. 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(262)의 제3 P모스 트랜지스터(PM43)가 생략되는 경우, 인버터(264) 또한 생략될 수 있다.The
도 9는 도 7의 제2 패드 검출 회로(240) 및 도 8의 제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)의 동작을 설명하기 위해 나타내 보인 타이밍도이다. 본 예에서도 저전압(VDDL), 중간전압(VDDM), 및 고전압(VDDH)이 각각 0.9V, 1.8V, 및 3.3V인 경우를 예로 들기로 한다. 도 9를 도 3과 도 7 및 도 8과 함께 참조하면, 데이터 신호(DATA)가 로우 레벨 신호, 즉 그라운드 전압인 0V인 경우, 제1 레벨 쉬프터(LS1)(281)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)는 그라운드 전압인 0V가 된다. 또한 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283)로부터의 2차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATAH)는 로우 레벨 신호, 즉 중간전압(VDDM)인 1.8V가 된다. 한편 고전압 출력 드라이버(200)의 동작을 위해 인에이블 제어 신호(EN)는 하이 레벨 신호이며, 따라서 제2 레벨 쉬프터(LS2)(282)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)는 중간전압(VDDM)인 1.8V가 되고, 제4 레벨 쉬프터(LS4)(284)로부터의 2차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_ENH)는 고전압(VDDH)인 3.3V가 된다.FIG. 9 is a timing diagram illustrating operation of the second
데이터 신호(DATA)가 로우 레벨 신호이고, 패드(205) 전압이 그라운드 전압인 0V를 유지하는 경우, 패드신호(PADR)가 0V이므로, 도 7의 제2 패드 상태 검출 회로(240)의 제1 노드 바이어스 설정부(241)의 제1 P모스 트랜지스터(PM31) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM32)는 각각 턴 오프 및 턴 온 된다. 따라서 E 노드(node_E) 전압은 중간전압(VDDM)인 1.8V가 된다. 2차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATAH)가 중간전압(VDDM)인 1.8V이므로, 제2 노드 바이어스 설정부(242)의 제3 P모스 트랜지스터(PM33) 및 제1 N모스 트랜지스터(NM31)는 각각 턴 온 및 턴 오프 된다. 그 결과 F 노드(node_F) 전압은 고전압(VDDH)인 3.3V가 된다.When the data signal DATA is a low level signal and the voltage of the
제2 패드 상태 검출 회로(240)의 E 노드(node_E) 전압이 중간전압(VDDM)인 1.8V이므로, 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(243)의 제4 N모스 트랜지스터(NM34) 및 고전압(VDDH) 공급을 위한 제2 스위칭부(244)의 제4 P채널 트랜지스터(PM34)는 각각 턴 오프 및 턴 온 된다. 제2 패드 상태 검출 회로(240)의 F 노드(node_F) 전압이 고전압(VDDH)인 3.3V이므로, 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(243)의 제2 N모스 트랜지스터(NM32) 및 고전압(VDDH) 공급을 위한 제2 스위칭부(244)의 제5 P모스 트랜지스터(PM35)는 각각 턴 온 및 턴 오프 된다. 2차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_ENH)가 고전압(VDDH)인 3.3V이므로, 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(243)의 제3 N모스 트랜지스터(NM33) 및 고전압(VDDH) 공급을 위한 제2 스위칭부(244)의 제6 P모스 트랜지스터(PM36)는 각각 턴 온 및 턴 오프 된다.NMOS of the
제2 패드 상태 검출 회로(240)의 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(243)를 구성하는 제4 N모스 트랜지스터(NM34)가 턴 오프 됨에 따라, 출력 단자(245)와 중간전압(VDDM)을 공급하는 단자는 차단된다. 반면에 고전압(VDDH) 공급을 위한 제2 스위칭부(244)를 구성하는 제4 P모스 트랜지스터(PM34)가 턴 온 됨에 따라, 출력 단자(245)를 통해 제2 패드 상태 검출 신호(N1)로서 고전압(VDDH)인 3.3V가 출력된다.The fourth N-channel transistor NM34 constituting the
제2 패드 상태 검출 신호(N1)으로서 고전압(VDDH)인 3.3V가 도 8의 제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)에 입력되면, 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(262)의 제1 N모스 트랜지스터(NM41) 및 고전압(VDDH) 공급을 위한 제2 스위칭부(263)의 제4 P모스 트랜지스터(PM44)가 각각 턴 온 및 턴 오프 된다. 따라서 출력 단자(264)를 통해 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)로 중간전압(VDDM)인 1.8V가 출력된다.When the high voltage VDDH of 3.3 V is input to the second driver boosting
한편 인버터(264)의 제5 P모스 트랜지스터(PM45) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM42)는 각각 턴 오프 및 턴 온 된다. 따라서 인버터(264)로부터 중간전압(VDDM)이 출력되고, 이 중간전압(VDDM)은 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(262)의 제3 P모스 트랜지스터(PM43)의 게이트에 인가된다. 이상적인 경우 제3 P모스 트랜지스터(PM43)는 턴 온 되지 않지만, 인버터(264)의 제2 N모스 트랜지스터(NM42)의 등가저항에 의한 전압강하로 인해, 제3 P모스 트랜지스터(PM43)의 게이트에 인가되는 전압의 크기는 중간전압(VDDM)보다 작아질 수 있으며, 이 경우 제3 P모스 트랜지스터(PM43)가 턴 온 될 수 있다. 따라서 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(262)의 제1 N모스 트랜지스터(NM41) 및 제3 P모스 트랜지스터(PM43) 중 먼저 턴 온 되는 경로를 따라 출력단자(265)를 통해 중간전압(VDDM)이 출력된다.On the other hand, the fifth PMOS transistor PM45 and the second NMOS transistor NM42 of the
이와 같이, 인에이블 제어 신호(EN)가 하이 레벨 신호이고, 데이터 신호(DATA) 및 패드 신호(PADR)가 각각 로우 레벨 신호 및 그라운드 전압으로 유지되는 동안, 풀-다운 드라이버(220)의 제1 N모스 트랜지스터(NM1)의 게이트에는 중간전압(VDDM)인 1.8V의 제2 게이트 제어 신호(NG)가 인가되고, 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 게이트에는 중간전압(VDDM)인 1.8V의 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)가 인가된다. 따라서 제1 N모스 트랜지스터(NM1) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM2)가 모두 턴 온 되어 풀-다운 드라이버(220)는 활성화된다.Thus, while the enable control signal EN is a high level signal and the data signal DATA and the pad signal PADR are respectively held at the low level signal and the ground voltage, A second gate control signal NG of 1.8V which is the intermediate voltage VDDM is applied to the gate of the NMOS transistor NM1 and a gate voltage of 1.8V of the intermediate voltage VDDM is applied to the gate of the second NMOS transistor NM2. The second bias control signal N_bias is applied. Thus, the first NMOS transistor NM1 and the second NMOS transistor NM2 are both turned on and the pull-down
데이터 신호(DATA)가 로우 레벨 신호에서 하이 레벨 신호로 전환되면, 제1 레벨 쉬프터(LS1)(281)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)는 중간전압(VDDM)인 1.8V가 된다. 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283)로부터의 2차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATAH)는 하이 레벨 신호, 즉 고전압(VDDH)인 3.3V가 된다. 따라서 도 7의 제2 패드 상태 검출 회로(240)의 제2 노드 바이어스 설정부(242)의 출력 신호, 즉 F 노드(node_F) 전압은 중간전압(VDDM)인 1.8V가 된다. 이에 따라 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(243)의 제2 N모스 트랜지스터(NM32)는 턴 오프 된다. 그리고 제2 패드 상태 검출 회로(240)의 고전압(VDDH) 공급을 위한 제2 스위칭부(244)의 제5 P모스 트랜지스터(PM35)는 턴 온 된다.When the data signal DATA is switched from the low level signal to the high level signal, the first level shifted data signal LS_DATA from the first
한편 고전압 출력 드라이버(200)의 동작을 위해 인에이블 제어 신호(EN)는 하이 레벨 신호를 유지하며, 따라서 제2 레벨 쉬프터(LS2)(282)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)는 중간전압(VDDM)인 1.8V를 유지한다. 제4 레벨 쉬프터(LS4)(284)로부터의 2차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_ENH)는 고전압(VDDH)인 3.3V를 유지한다. 따라서 도 7의 제2 패드 상태 검출 회로(240)의 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(243)의 제3 N모스 트랜지스터(NM33)는 턴 온 된다. 그리고 제2 패드 상태 검출 회로(240)의 고전압(VDDH) 공급을 위한 제2 스위칭부(244)의 제6 P모스 트랜지스터(PM36)는 턴 오프 된다.On the other hand, the enable control signal EN maintains the high level signal for the operation of the high
데이터 신호(DATA) 및 인에이블 제어 신호(EN)가 모두 하이 레벨 신호이고, 패드 신호(PADR)가 그라운드 전압인 0V에서 고전압(VDDH)인 3.3V로 트리거링되는 동안, 도 7의 제2 패드 상태 검출 회로(240)의 제2 N모스 트랜지스터(NM32)는 턴 오프 상태가 유지되고, 제5 P모스 트랜지스터(PM35)는 턴 온 상태가 유지된다. 이에 따라 제2 패드 상태 검출 신호(N2)는 E 노드(node_E) 전압과 상관 없이, 즉 패드 신호(PADR)의 크기에 상관 없이 고전압(VDDH)인 3.3V를 유지한다. 제2 패드 상태 검출 신호(N2)로서 고전압(VDDH)인 3,3V가 출력되는 상태는, 패드 신호(PADR)가 트리거링되어 고전압(VDDH)인 3,3V를 유지하는 동안 변동 없이 유지된다.While both the data signal DATA and the enable control signal EN are high level signals and the pad signal PADR is triggered at 3.3 V which is the high voltage VDDH at 0 V which is the ground voltage, The second NMOS transistor NM32 of the
데이터 신호(DATA)가 하이 레벨 신호에서 로우 레벨 신호로 전환되면, 제1 레벨 쉬프터(LS1)(281)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATA)는 그라운드전압인 0V로 전환된다. 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283)로부터의 2차 레벨 쉬프트된 데이터 신호(LS_DATAH)는 로우 레벨 신호, 즉 중간전압(VDDM)인 1.8V로 전환된다. 따라서 도 7의 제2 패드 상태 검출 회로(240)의 제2 노드 바이어스 설정부(242)의 출력 신호, 즉 F 노드(node_F) 전압은 고전압(VDDH)인 3.3V가 된다. 이에 따라 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(243)의 제2 N모스 트랜지스터(NM32)는 턴 온 된다. 그리고 제2 패드 상태 검출 회로(240)의 고전압(VDDH) 공급을 위한 제2 스위칭부(244)의 제5 P모스 트랜지스터(PM35)는 턴 오프 된다.When the data signal DATA is switched from the high level signal to the low level signal, the first level shifted data signal LS_DATA from the first level shifter (LS1) 281 is switched to 0V which is the ground voltage. The second level shifted data signal LS_DATAH from the third
한편 고전압 출력 드라이버(200)의 동작을 위해 인에이블 제어 신호(EN)는 하이 레벨 신호을 유지하며, 따라서 제2 레벨 쉬프터(LS2)(282)로부터의 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_EN)는 중간전압(VDDM)인 1.8V로 유지되고, 제4 레벨 쉬프터(LS4)(284)로부터의 2차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호(LS_ENH)는 고전압(VDDH)인 3.3V로 유지된다. 따라서 도 7의 제2 패드 상태 검출 회로(240)의 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(243)의 제3 N모스 트랜지스터(NM33)는 턴 온 된다. 그리고 제2 패드 상태 검출 회로(240)의 고전압(VDDH) 공급을 위한 제2 스위칭부(244)의 제6 P모스 트랜지스터(PM36)는 턴 오프 된다.On the other hand, the enable control signal EN maintains the high level signal for operation of the high
데이터 신호(DATA) 및 인에이블 제어 신호(EN)가 모두 하이 레벨 신호이고, 패드 신호(PADR)가 고전압(VDDH)인 3.3V에서 그라운드 전압인 0V로 트리거링되는 동안, 도 7의 제2 패드 상태 검출 회로(240)의 제2 N모스 트랜지스터(NM32)는 턴 온 상태가 유지되고, 제5 P모스 트랜지스터(PM35)는 턴 오프 상태가 유지된다. 또한 제2 패드 상태 검출 회로(240)의 제3 N모스 트랜지스터(NM33)는 턴 온 상태가 유지되고, 제6 P모스 트랜지스터(PM36)는 턴 오프 상태가 유지된다. 이에 따라 제2 패드 상태 검출 신호(N2)는, 제4 N모스 트랜지스터(NM34)의 게이트 및 제4 P모스 트랜지스터(PM34)의 게이트에 인가되는 E 노드(node_E) 전압에 의해 좌우된다.While both the data signal DATA and the enable control signal EN are high level signals and the pad signal PADR is triggered from 3.3V which is the high voltage VDDH to 0V which is the ground voltage, The second NMOS transistor NM32 of the
데이터 신호(DATA)가 로우 레벨 신호로 전환됨에 따라 패드 신호(PADR)가 고전압(VDDH)인 3.3V에서 그라운드 전압인 0V로 트리거링 되는 동안, E 노드(node_E) 전압은 패드 신호(PADR)의 크기와 동일하게 점점 감소하다가, 일정 시점부터는 중간전압(VDDM)인 1.8V가 유지된다. 즉 패드 신호(PADR)에 의해 제1 노드 바이어스 설정부(241)의 제1 P모스 트랜지스터(PM31) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM32)가 각각 턴 온 및 턴 오프 되면, E 노드(node_E) 전압은 패드 신호(PADR)와 실질적으로 동일한 크기를 갖는다. 이후 패드 신호(PADR)에 의해 제1 노드 바이어스 설정부(241)의 제1 P모스 트랜지스터(PM31) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM32)가 각각 턴 오프 및 턴 온 되면, E 노드(node_E) 전압은 중간전압(VDDM)인 1.8V를 유지한다.While the pad signal PADR is triggered from 3.3V, which is the high voltage VDDH, to 0V, which is the ground voltage, as the data signal DATA is switched to the low level signal, the E node_E voltage is the magnitude of the pad signal PADR And the intermediate voltage (VDDM) of 1.8 V is maintained from a certain point of time. That is, when the first PMOS transistor PM31 and the second PMOS transistor PM32 of the first node
패드 신호(PADR)가 3.3V에서 0V로 트리거링되는 초기, 즉 E 노드(node_E) 전압이 3.3V에 가까운 크기를 갖는 동안에는, 제4 P모스 트랜지스터(PM34)가 턴 오프 상태를 유지하는 반면, 제4 N모스 트랜지스터(NM34)는 턴 온 된다. 따라서 제2 패드 상태 검출 신호(N1)로 중간전압(VDDM)인 1.8V가 출력된다. 다시 패드 신호(PADR)가 대략 중간전압(VDDM)인 1.8V로 떨어져서 E 노드(node_E) 전압이 중간전압(VDDM)인 1.8V로 유지되면, 제4 N모스 트랜지스터(NM34)는 턴 오프 되는 반면, 제4 P모스 트랜지스터(PM34)는 턴 온 된다. 따라서 제2 패드 상태 검출 신호(N1)로 다시 고전압(VDDH)인 3.3V가 출력된다.The fourth PMOS transistor PM34 maintains the turn-off state while the initial period when the pad signal PADR is triggered from 3.3 V to 0 V, that is, when the E node (node_E) voltage has a magnitude close to 3.3 V, 4 NMOS transistor NM34 is turned on. Accordingly, the intermediate voltage VDDM of 1.8 V is output from the second pad state detection signal N1. When the pad signal PADR is about 1.8 V which is about the middle voltage VDDM and the E node_E voltage is maintained at 1.8V which is the intermediate voltage VDDM, the fourth N-MOS transistor NM34 is turned off , The fourth PMOS transistor PM34 is turned on. Therefore, the high voltage (VDDH) of 3.3 V is output again to the second pad state detection signal N1.
제2 패드 상태 검출 신호(N1)로 중간전압(VDDM)인 1.8V가 출력되는 동안, 즉 데이터 신호(DATA)가 로우 레벨 신호로 전환되었지만, 아직 패드 신호(PADR)는 고전압(VDDH)인 3.3V에 가까운 크기를 갖는 동안에는, ,도 8의 제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)의 고전압(VDDH) 공급을 위한 제2 스위칭부(263)를 구성하는 제4 P모스 트랜지스터(PM44)가 턴 온 되어, 제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)의 출력단자(264)를 통해 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)로 고전압(VDDH)인 3.3V로 부스팅된 전압이 출력된다. 이후 제2 패드 상태 검출 신호(N1)로 고전압(VDDH)인 3.3V가 출력되면, 제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)의 중간전압(VDDM) 공급을 위한 제1 스위칭부(262)의 제1 N모스 트랜지스터(NM41)가 턴 온 되어, 제2 드라이버 부스팅 제어 로직(260)의 출력단자(264)를 통해 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)로 중간전압(VDDM)인 1.8V가 출력된다.The data signal DATA is switched to the low level signal while the intermediate voltage VDDM of 1.8V is outputted from the second pad state detection signal N1 but the pad signal PADR has not yet reached the high voltage VDDH 3.3 The fourth PMOS transistor PM44 constituting the
도 10은 데이터 신호(DATA) 및 패드 신호(PADR)가 각각 로우 레벨 신호 및 그라운드 전압을 유지하는 경우 도 3의 고전압 출력 드라이버(200)의 풀-다운 드라이버(220)를 구성하는 제1 N모스 트랜지스터(NM1) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 단자들 사이에 인가되는 전압을 나타내 보인 도면이다. 도 10에서 도 3과 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다. 도 10을 참조하면, 데이터 신호(DATA)가 로우 레벨 신호이고, 패드 신호(PADR)가 그라운드 전압인 0V를 유지하는 동안, 고전압 출력 드라이버(200)의 풀-업 드라이버(210)는 비활성화 상태를 유지하고, 풀-다운 드라이버(220)는 활성화 상태를 유지한다. 비활성화 상태인 풀-업 드라이버(210)를 구성하는 제1 P모스 트랜지스터(PM1)의 게이트에는 제1 게이트 제어신호(PG)로서 고전압(VDDH)인 3.3V가 인가된다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 게이트에는 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)로서 중간전압(VDDM)인 1.8V가 인가된다. 활성화 상태인 풀-다운 드라이버(220)의 제1 N모스 트랜지스터(NM1)의 게이트에는 제2 게이트 제어신호(NG)로서 중간전압(VDDM)인 1.8V가 인가된다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 풀-다운 드라이버(220)의 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 게이트에는 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)로서 중간전압(VDDM)인 1.8V가 인가된다.10 is a circuit diagram of the first NMOS transistor constituting the pull-down
제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 문턱전압(Vtnm2)이 대략 0.4V인 경우를 예로 들면, 제1 N모스 트랜지스터(NM1) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM2) 사이의 B 노드(node_B) 전압은 대략 1.4V가 된다. 따라서 제1 N모스 트랜지스터(NM1)의 게이트-드레인 전압(Vgd), 게이트-소스 전압(Vgs), 및 드레인-소스 전압(Vds)은 각각 0.4V, 1.8V, 및 1.4V이며, 이에 따라 풀-다운 드라이버(220) 구동시 제1 N모스 트랜지스터(NM1)의 모든 단자들 사이에는 신뢰성 보장 전압인 1.98V 이내의 전압이 인가된다. 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 게이트-드레인 전압(Vgd), 게이트-소스 전압(Vgs), 및 드레인-소스 전압(Vds)은 각각 1.8V, 0.4V, 및 1.4V이며, 이에 따라 풀-다운 드라이버(220) 구동시 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 모든 단자들 사이에도 신뢰성 보장 전압인 1.98V 이내의 전압이 인가된다.Taking the case where the threshold voltage Vtnm2 of the second NMOS transistor NM2 is approximately 0.4 V, for example, the voltage of the B node (node_B) between the first NMOS transistor NM1 and the second NMOS transistor NM2 It becomes approximately 1.4V. Therefore, the gate-drain voltage Vgd, the gate-source voltage Vgs, and the drain-source voltage Vds of the first NMOS transistor NM1 are 0.4 V, 1.8 V, and 1.4 V, respectively, -
도 11 및 도 12는 데이터 신호(DATA)가 하이 레벨 신호로 전환되고, 패드 신호(PADR)가 그라운드 전압에서 고전압으로 트리거링되는 동안의 도 3의 고전압 출력 드라이버(200)의 풀-업 드라이버(210)를 구성하는 제1 P모스 트랜지스터(PM1) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 단자들 사이에 인가되는 전압을 나타내 보인 도면들이다. 도 11 및 도 12에서 도 3과 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다. 도 11은, 패드 신호(PADR)가 그라운드 전압인 0V에서 고전압(VDDH)인 3.3V로 트리거링되는 과정에서 패드 신호(PADR)가 라운드 전압인 0V에 가까운 크기(예컨대 대략 0.5V)를 갖는 경우를 나타낸다. 그리고 도 12는, 패드 신호(PADR)가 그라운드 전압인 0V에서 고전압(VDDH)인 3.3V로 트리거링되는 과정에서 패드 신호(PADR)가 중간전압(VDDM)인 1.8V 이상인 경우를 나타낸다.11 and 12 show the pull-up driver 210 (FIG. 3) of the high
도 11 및 도 12를 참조하면, 데이터 신호(DATA)가 로우 레벨 신호에서 하이 레벨 신호로 전환됨에 따라 풀-업 드라이버(210)는 활성화되고, 풀-다운 드라이버(220)는 비활성화된다. 먼저 도 11에 나타낸 바와 같이, 패드 신호(PADR)가 트리거링되는 과정에서, 패드 신호(PADR)가 아직 그라운드 전압인 0V에 가까운 크기, 예컨대 대략 0.5V를 갖는 경우, 비활성화 상태의 풀-다운 드라이버(220)를 구성하는 제1 N모스 트랜지스터(NM1)의 게이트에는 제2 게이트 제어신호(NG)로서 그라운드전압인 0V가 인가된다. 그리고 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 게이트에는 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)로서 중간전압(VDDM)인 1.8V가 인가된다. 활성화 상태의 풀-업 드라이버(210)의 제1 P모스 트랜지스터(PM1)의 게이트에는 제1 게이트 제어신호(PG)로서 제1 외부 바이어스 전압(Vbias1)에 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283) 내부의 P모스 트랜지스터의 문턱전압, 예컨대 0.4V가 더해진 1.72V가 인가된다. 그리고 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 게이트에는 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)로서 순간적으로 그라운드 전압인 0V로 부스팅된 전압이 인가된다.Referring to FIGS. 11 and 12, the pull-up
제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 게이트에 부스팅된 전압인 0V가 인가되지만, 제1 P모스 트랜지스터(PM1)가 턴 온 됨에 따라, 제1 P모스 트랜지스터(PM1) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM2) 사이의 A 노드(node_A) 전압은 감소하기 시작하여 대략 1.7V 전후의 크기를 갖는다. 따라서 제1 P모스 트랜지스터(PM1)의 게이트-드레인 전압(Vgd), 게이트-소스 전압(Vgs), 및 드레인-소스 전압(Vds)은 각각 0.02V, 1.58V, 및 1.6V이며, 이에 따라 풀-업 드라이버(210) 구동시 제1 P모스 트랜지스터(PM1)의 단자들 사이에 신뢰성 보장 전압인 1.98V 이내의 전압이 인가된다. 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 게이트-드레인 전압(Vgd), 게이트-소스 전압(Vgs), 및 드레인-소스 전압(Vds)은 각각 0.5V, 1.7V, 및 1.2V이며, 이에 따라 풀-업 드라이버(210) 구동시 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 단자들 사이에도 신뢰성 보장 전압인 1.98V 이내의 전압이 인가된다.A voltage of 0 V boosted to the gate of the second PMOS transistor PM2 is applied. However, as the first PMOS transistor PM1 is turned on, the first PMOS transistor PM1 and the second PMOS transistor PM2 The voltage of the node A starts decreasing and has a magnitude of about 1.7 V. [ Therefore, the gate-drain voltage Vgd, the gate-source voltage Vgs, and the drain-source voltage Vds of the first PMOS transistor PM1 are 0.02 V, 1.58 V, and 1.6 V, respectively, Up
다음에 도 12에 나타낸 바와 같이, 패드 신호(PADR)가 트리거링되는 과정에서, 패드 신호(PADR)가 중간전압(VDDM)인 1.8V 이상(예컨대 2.8V)으로 커지는 경우, 활성화 상태의 풀-업 드라이버(210)의 제1 P모스 트랜지스터(PM1)의 게이트에는 제1 게이트 제어신호(PG)로서 제1 외부 바이어스 전압(Vbias1)에 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283) 내부의 P모스 트랜지스터의 문턱전압, 예컨대 0.4V가 더해진 1.72V가 인가된다. 그리고 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 게이트에는 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)로서 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2)인 1.32V가 인가된다. Next, as shown in FIG. 12, when the pad signal PADR is increased to 1.8 V or more (for example, 2.8 V) which is the intermediate voltage VDDM in the course of triggering the pad signal PADR, The gate of the first PMOS transistor PM1 of the
제1 P모스 트랜지스터(PM1) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM2) 사이의 A 노드(node_A) 전압은, 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2)에 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 문턱전압이 합해진 크기인 대략 1.72V의 크기를 갖는다. 따라서 제1 P모스 트랜지스터(PM1)의 게이트-드레인 전압(Vgd), 게이트-소스 전압(Vgs), 및 드레인-소스 전압(Vds)은 각각 0V, 1.58V, 및 1.58V이며, 이에 따라 풀-업 드라이버(210) 구동시 제1 P모스 트랜지스터(PM1)의 단자들 사이에 신뢰성 보장 전압인 1.98V 이내의 전압이 인가된다. 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 게이트-드레인 전압(Vgd), 게이트-소스 전압(Vgs), 및 드레인-소스 전압(Vds)은 각각 1.48V, 0.4V, 및 1.08V이며, 이에 따라 풀-업 드라이버(210) 구동시 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 단자들 사이에도 신뢰성 보장 전압인 1.98V 이내의 전압이 인가된다.The A node (node_A) voltage between the first PMOS transistor PM1 and the second PMOS transistor PM2 is the sum of the sum of the second external bias voltage Vbias2 and the threshold voltage of the second PMOS transistor PM2 Lt; RTI ID = 0.0 > 1.72 < / RTI > Therefore, the gate-drain voltage Vgd, the gate-source voltage Vgs, and the drain-source voltage Vds of the first PMOS transistor PM1 are 0 V, 1.58 V, and 1.58 V, respectively, When the up
도 13은 데이터 신호(DATA) 및 패드 신호(PADR)가 각각 하이 레벨 신호 및 고전압을 유지하는 경우에서의 풀-업 드라이버(210)를 구성하는 제1 P모스 트랜지스터(PM1) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 단자들 사이에 인가되는 전압을 나타내 보인 도면이다. 도 13에서 도 3과 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다. 도 13을 참조하면, 데이터 신호(DATA)가 하이 레벨 신호이고, 패드 신호(PADR)가 고전압(VDDH)인 3.3V를 유지하는 동안, 고전압 출력 드라이버(200)의 풀-다운 드라이버(220)는 비활성화 상태를 유지하고, 풀-업 드라이버(210)는 활성화 상태를 유지한다. 비활성화 상태인 풀-다운 드라이버(220)를 구성하는 제1 N모스 트랜지스터(NM1)의 게이트에는 제2 게이트 제어신호(NG)로서 그라운드전압인 0V가 인가된다. 그리고 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 게이트에는 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)로서 중간전압(VDDM)인 1.8V가 인가된다. 활성화 상태인 풀-업 드라이버(210)의 제1 P모스 트랜지스터(PM1)의 게이트에는 제1 게이트 제어신호(PG)로서 제1 외부 바이어스 전압(Vbias1)에 제3 레벨 쉬프터(LS3)(283) 내부의 P모스 트랜지스터의 문턱전압, 예컨대 0.4V가 더해진 1.72V가 인가된다. 그리고 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 풀-업 드라이버(210)의 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 게이트에는 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)로서 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2)인 1.32V가 인가된다.13 shows the relationship between the first PMOS transistor PM1 and the second PMOS transistor PM1 constituting the pull-up
제1 P모스 트랜지스터(PM1) 및 제2 P모스 트랜지스터(PM2) 사이의 A 노드(node_A)는 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 게이트에 인가되는 1.32V에 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 문턱전압, 예컨대 0.4V가 더해진 전압, 즉 1.72V가 유지된다. 이에 따라 제1 P모스 트랜지스터(PM1)의 게이트-드레인 전압(Vgd), 게이트-소스 전압(Vgs), 및 드레인-소스 전압(Vds)은 각각 0V, 1.58V, 및 1.58V이며, 이에 따라 풀-업 드라이버(210) 구동시 제1 P모스 트랜지스터(PM1)의 단자들 사이에 신뢰성 보장 전압인 1.98V 이내의 전압이 인가된다. 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 게이트-드레인 전압(Vgd), 게이트-소스 전압(Vgs), 및 드레인-소스 전압(Vds)도 각각 1.98V, 0.4V, 및 1.58V이며, 이에 따라 풀-업 드라이버(210) 구동시 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 단자들 사이에도 신뢰성 보장 전압인 1.98V 이내의 전압이 인가된다.A node (node_A) between the first PMOS transistor PM1 and the second PMOS transistor PM2 is connected to the gate of the second PMOS transistor PM2 at 1.32 V applied to the gate of the second PMOS transistor PM2 A voltage to which a threshold voltage, for example, 0.4 V is added, i.e., 1.72 V is maintained. Thus, the gate-drain voltage Vgd, the gate-source voltage Vgs, and the drain-source voltage Vds of the first PMOS transistor PM1 are 0 V, 1.58 V, and 1.58 V, respectively, Up
도 14 및 도 15는 데이터 신호가 로우 레벨 신호로 전환되고, 패드 신호(PADR)가 고전압에서 그라운드 전압으로 트리거링되는 동안의 도 3의 고전압 출력 드라이버(200)의 풀-다운 드라이버(220)를 구성하는 제1 N모스 트랜지스터(NM1) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 단자들 사이에 인가되는 전압을 나타내 보인 도면들이다. 도 14 및 도 15에서 도 3과 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다. 도 14는, 패드 신호(PADR)가 고전압(VDDH)인 3.3V에서 그라운드 전압인 0V로 트리거링되는 과정에서 고전압(VDDH)인 2.2V에 가까운 크기(예컨대 대략 3.0V)를 갖는 경우를 나타낸다. 그리고 도 15는, 패드 신호(PADR)가고전압(VDDH)인 3.3V에서 그라운드 전압인 0V로 트리거링되는 과정에서 중간전압(VDDM)인 1.8V보다 작은 경우를 나타낸다.14 and 15 illustrate a pull-down
도 14 및 도 15를 참조하면, 데이터 신호(DATA)가 하이 레벨 신호에서 로우 레벨 신호로 전환됨에 따라, 풀-다운 드라이버(220)는 활성화되고, 풀-업 드라이버(210)는 비활성화된다. 먼저 도 14에 나타낸 바와 같이, 패드 신호(PADR)가 트리거링되는 과정에서, 패드 신호(PADR)가 아직 고전압(VDDH)인 3.3V에 가까운 크기(예컨대 대략 3.0V)를 갖는 경우, 비활성화 상태의 풀-업 드라이버(210)를 구성하는 제1 P모스 트랜지스터(PM1)의 게이트에는 제1 게이트 제어 신호(PG)로서 고전압(VDDH)인 3.3V가 인가된다. 그리고 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 게이트에는 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)로서 중간전압(VDDM)인 1.8V가 인가된다. 활성화 상태의 풀-다운 드라이버(220)의 제1 N모스 트랜지스터(NM1)의 게이트에는 제2 게이트 제어신호(NG)로서 중간전압(VDDM)인 1.8V가 인가된다. 그리고 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이, 풀-다운 드라이버(220)의 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 게이트에는 제2 바이어스 제어 신호(N_bias)로서 순간적으로 고전압(VDDH)인 3.3V로 부스팅된 전압이 인가된다.Referring to FIGS. 14 and 15, as the data signal DATA is switched from the high level signal to the low level signal, the pull-down
제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 게이트에 순간적으로 부스팅된 3.3V가 인가되지만, 제1 N모스 트랜지스터(NM1)이 턴 온 됨에 따라, 제1 N모스 트랜지스터(NM1) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM2) 사이의 B 노드(node_B) 전압은 증가하기 시작하여 대략 1.9V 전후의 크기를 갖는다. 따라서 제1 N모스 트랜지스터(NM1)의 게이트-드레인 전압(Vgd), 게이트-소스 전압(Vgs), 및 드레인-소스 전압(Vds)은 각각 0V, 1.8V, 및 1.8V이며, 이에 따라 풀-다운 드라이버(220) 구동시 제1 N모스 트랜지스터(NM1)의 단자들 사이에 신뢰성 보장 전압인 1.98V 이내의 전압이 인가된다. 제2 N모스 트랜지스터(NPM2)의 게이트-드레인 전압(Vgd), 게이트-소스 전압(Vgs), 및 드레인-소스 전압(Vds)은 각각 0.3V, 1.4V, 및 1.1V이며, 이에 따라 풀-다운 드라이버(220) 구동시 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 단자들 사이에도 신뢰성 보장 전압인 1.98V 이내의 전압이 인가된다.The 3.3 V boosted momentarily is applied to the gate of the second NMOS transistor NM2. However, as the first NMOS transistor NM1 is turned on, the first NMOS transistor NM1 and the second NMOS transistor NM2 The voltage of the B node (node B) starts to increase and is about 1.9 V in magnitude. Therefore, the gate-drain voltage Vgd, the gate-source voltage Vgs, and the drain-source voltage Vds of the first NMOS transistor NM1 are 0V, 1.8V, and 1.8V, respectively, When the
다음에 도 15에 나타낸 바와 같이, 패드 신호(PADR)가 트리거링되는 과정에서, 패드 신호(PADR)가 중간전압(VDDM)인 1.8V보다 작은 크기(예컨대 0.5V)으로 작아지는 경우, 활성화 상태의 풀-다운 드라이버(220)의 제1 N모스 트랜지스터(NM1)의 게이트에 인가되는 제2 게이트 제어신호(NG)는 제1 외부 바이어스 전압(Vbias1)인 1.32V가 유지된다. 그리고 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 P모스 트랜지스터(PM2)의 게이트에는 제1 바이어스 제어 신호(P_bias)로서 제2 외부 바이어스 전압(Vbias2)인 1.32V가 인가된다. Next, as shown in FIG. 15, when the pad signal PADR is reduced to a magnitude (for example, 0.5 V) smaller than the intermediate voltage VDDM of 1.8 V in the course of triggering the pad signal PADR, The second gate control signal NG applied to the gate of the first NMOS transistor NM1 of the pull-down
제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 문턱전압이 대략 0.4V인 경우, 제1 N모스 트랜지스터(NM1) 및 제2 N모스 트랜지스터(NM2) 사이의 B 노드(node_B) 전압은 대략 1.4V 전후의 크기를 갖는다. 따라서 제1 N모스 트랜지스터(NM1)의 게이트-드레인 전압(Vgd), 게이트-소스 전압(Vgs), 및 드레인-소스 전압(Vds)은 각각 0.4V, 1.8V, 및 1.4V이며, 이에 따라 풀-다운 드라이버(220) 구동시 제1 N모스 트랜지스터(NM1)의 단자들 사이에 신뢰성 보장 전압인 1.98V 이내의 전압이 인가된다. 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 게이트-드레인 전압(Vgd), 게이트-소스 전압(Vgs), 및 드레인-소스 전압(Vds)은 각각 1.3V, 0.4V, 및 0.9V이며, 이에 따라 풀-다운 드라이버(220) 구동시 제2 N모스 트랜지스터(NM2)의 단자들 사이에도 신뢰성 보장 전압인 1.98V 이내의 전압이 인가된다.When the threshold voltage of the second NMOS transistor NM2 is approximately 0.4 V, the voltage of the B node (node_B) between the first NMOS transistor NM1 and the second NMOS transistor NM2 is approximately 1.4 V . Therefore, the gate-drain voltage Vgd, the gate-source voltage Vgs, and the drain-source voltage Vds of the first NMOS transistor NM1 are 0.4 V, 1.8 V, and 1.4 V, respectively, -
상술한 바와 같이 본 출원의 실시 형태들을 도면들을 예시하며 설명하지만, 이는 본 출원에서 제시하고자 하는 바를 설명하기 위한 것이며, 세밀하게 제시된 형상으로 본 출원에서 제시하고자 하는 바를 한정하고자 한 것은 아니다.Although the embodiments of the present application as described above illustrate and describe the drawings, it is intended to illustrate what is being suggested in the present application and is not intended to limit what is presented in the present application in a detailed form.
200...출력 드라이버
201...제1 입력단자
202...제2 입력단자
203...출력단자
204...피드백단자
205...패드
210...풀-업 드라이버
211...제1 메인 드라이버
212...제1 바이어스 드라이버
220...풀-다운 드라이버
221...제2 메인 드라이버
222...제2 바이어스 드라이버
230...제1 패드 상태 검출 로직
240...제2 패드 상태 검출 로직
250...제1 드라이버 부스팅 제어 로직
260...제2 드라이버 부스팅 제어 로직
271...제1 버퍼
272...제2 버퍼
281...제1 레벨 쉬프터
282...제2 레벨 쉬프터
283...제3 레벨 쉬프터
284...제4 레벨 쉬프터
290...제어로직200 ...
202 ...
204 ...
210 ... pull-up
212 ...
221 ... second
230 ... first pad
250 ... first driver boosting control logic
260 ... second driver boosting control logic
271 ...
281 ...
283 ...
290 ... control logic
Claims (31)
그라운드와 상기 출력 단자 사이에서 직렬로 접속되어 풀-다운 드라이버를 구성하는 제2 메인 드라이버 및 제2 바이어스 드라이버;
상기 출력 단자에 결합되는 패드에서의 전압을 검출하여 제1 패드 상태 검출 신호를 발생시키는 제1 패드 상태 검출 로직;
상기 패드에서의 전압을 검출하여 제2 패드 상태 검출 신호를 발생시키는 제2 패드 상태 검출 로직;
상기 제1 패드 상태 검출 신호 및 데이터 신호에 응답하여 상기 제1 바이어스 드라이버에 대한 제1 제어 신호를 발생시키는 제1 드라이버 부스팅 제어 로직; 및
상기 제2 패드 상태 검출 신호에 응답하여 상기 제2 바이어스 드라이버에 대한 제2 제어 신호를 발생시키는 제2 드라이버 부스팅 제어 로직을 포함하는 고전압 출력 드라이버.A first main driver and a first bias driver connected in series between the high voltage and the output terminal to constitute a pull-up driver;
A second main driver and a second bias driver connected in series between the ground and the output terminal to constitute a pull-down driver;
First pad state detection logic for detecting a voltage at a pad coupled to the output terminal and generating a first pad state detection signal;
Second pad state detection logic for detecting a voltage at the pad and generating a second pad state detection signal;
A first driver boosting control logic responsive to the first pad state detection signal and the data signal to generate a first control signal for the first bias driver; And
And second driver boosting control logic responsive to the second pad state detection signal to generate a second control signal for the second bias driver.
상기 제1 메인 드라이버 및 제1 바이어스 드라이버는, 각각 제1 P모스 트랜지스터 및 제2 P모스 트랜지스터로 구성되고,
상기 제2 메인 드라이버 및 제2 바이어스 드라이버는, 각각 제1 N모스 트랜지스터 및 제2 N모스 트랜지스터로 구성되는 고전압 출력 드라이버.The method according to claim 1,
Wherein the first main driver and the first bias driver are composed of a first PMOS transistor and a second PMOS transistor,
Wherein the second main driver and the second bias driver are constituted by a first NMOS transistor and a second NMOS transistor, respectively.
상기 제1 P모스 트랜지스터, 제2 P모스 트랜지스터, 제1 N모스 트랜지스터, 및 제2 N모스 트랜지스터는, 상기 패드에서의 최대 출력전압인 고전압보다 작은 크기의 중간전압 동작용 저전압 소자로 구성되는 고전압 출력 드라이버.3. The method of claim 2,
Wherein the first PMOS transistor, the second PMOS transistor, the first NMOS transistor, and the second NMOS transistor are connected in series between the high voltage Output driver.
데이터 신호에 대한 1차 레벨 쉬프팅을 수행하여 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호로서 상기 중간전압 또는 그라운드 전압을 출력하는 제1 레벨 쉬프터;
인에이블 제어 신호에 대한 1차 레벨 쉬프팅을 수행하여 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호로서 상기 중간전압 또는 그라운드 전압을 출력하는 제2 레벨 쉬프터;
상기 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호를 반전시킨 후 2차 레벨 쉬프팅을 수행하여 2차 레벨 쉬프트된 데이터 신호로서 상기 중간전압 또는 고전압을 출력하고, 상기 제1 P모스 트랜지스터의 게이트에 인가되는 제1 게이트 제어신호로서 상기 고전압 또는 제1 외부 바이어스 전압을 출력하는 제3 레벨 쉬프터;
상기 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호에 대한 2차 레벨 쉬프팅을 수행하여 2차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호로서 상기 고전압 또는 제1 외부 바이어스 전압을 출력하는 제4 레벨 쉬프터; 및
상기 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호를 반전시킨 후 상기 제1 N모스 트랜지스터의 게이트에 인가되는 제2 게이트 제어신호로서 중간전압 또는 그라운드 전압을 출력하는 제어 로직을 더 포함하는 고전압 출력 드라이버.The method of claim 3,
A first level shifter for performing a first level shifting on a data signal to output the intermediate voltage or the ground voltage as a first level shifted data signal;
A second level shifter for performing the first level shift to the enable control signal to output the intermediate voltage or the ground voltage as a first level shifted enable control signal;
And a second gate connected to the gate of the first PMOS transistor, for inverting the first level shifted data signal and then performing second level shifting to output the intermediate voltage or the high voltage as a second level shifted data signal, A third level shifter for outputting the high voltage or the first external bias voltage as a control signal;
A fourth level shifter for performing the second level shifting on the first level shifted enable control signal to output the high voltage or the first external bias voltage as a second level shifted enable control signal; And
Further comprising control logic for inverting the first level shifted data signal and then outputting an intermediate voltage or ground voltage as a second gate control signal applied to a gate of the first NMOS transistor.
상기 제1 패드 상태 검출 로직은, 상기 출력 단자에 결합되는 피드백단자를 통해 입력되는 패드 신호, 상기 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호, 및 상기 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호에 응답하여 상기 제1 패드 상태 검출 신호로서 그라운드 전압 또는 상기 중간전압을 출력하는 고전압 출력 드라이버.5. The method of claim 4,
Wherein the first pad state detection logic is responsive to a pad signal input via a feedback terminal coupled to the output terminal, the first level shifted data signal, and the first level shifted enable control signal, And a high voltage output driver for outputting a ground voltage or the intermediate voltage as a pad state detection signal.
상기 패드 신호에 응답하여 제1 노드에서의 노드 전압을 설정하는 노드 바이어스 설정부;
상기 노드 전압, 상기 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호의 반전 신호, 및 상기 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호의 반전 신호에 응답하여 출력단자로 상기 중간전압을 출력하는 중간전압 공급을 위한 제1 스위칭부; 및
상기 노드 전압, 상기 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호의 반전 신호, 및 상기 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호의 반전 신호에 응답하여 그라운드 전압을 출력하는 그라운드 전압 공급을 위한 제2 스위칭부를 포함하는 고전압 출력 드라이버.6. The apparatus of claim 5, wherein the first pad state detection logic comprises:
A node bias setting unit for setting a node voltage at a first node in response to the pad signal;
A first switching for intermediate voltage supply for outputting the intermediate voltage to the output terminal in response to the node voltage, the inverted signal of the first level shifted data signal, and the inverted signal of the first level shifted enable control signal, part; And
And a second switching unit for supplying a ground voltage for outputting a ground voltage in response to the node voltage, the inverted signal of the first level shifted data signal, and the inverted signal of the first level shifted enable control signal, Output driver.
상기 노드 바이어스 설정부는, 제3 N모스 트랜지스터 및 제4 N모스 트랜지스터를 포함하되,
상기 제3 N모스 트랜지스터의 게이트에 상기 중간전압이 인가되고, 드레인에 상기 패드 신호가 인가되며, 소스는 상기 제1 노드에 결합되고, 그리고
상기 제4 N모스 트랜지스터의 게이트에 상기 패드 신호가 인가되고, 드레인에 상기 중간전압이 인가되며, 소스는 상기 제1 노드에 결합되는 고전압 출력 드라이버.The method according to claim 6,
Wherein the node bias setting unit includes a third N-MOS transistor and a fourth N-MOS transistor,
The intermediate voltage is applied to the gate of the third NMOS transistor, the pad signal is applied to the drain, the source is coupled to the first node, and
Wherein the pad signal is applied to the gate of the fourth NMOS transistor, the intermediate voltage is applied to the drain, and the source is coupled to the first node.
상기 중간전압 공급을 위한 제1 스위칭부는, 상기 중간전압을 공급하는 단자와 상기 출력 단자 사이에서 직렬로 결합되도록 배치되는 제3 P모스 트랜지스터, 제4 P모스 트랜지스터, 및 제5 P모스 트랜지스터를 포함하되,
상기 제3 P모스 트랜지스터의 게이트에 상기 노드 전압이 인가되고,
상기 제4 P모스 트랜지스터의 게이트에 상기 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호의 반전 신호가 인가되며, 그리고
상기 제5 P모스 트랜지스터의 게이트에 상기 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호의 반전 신호가 인가되는 고전압 출력 드라이버.The method according to claim 6,
The first switching unit for supplying the intermediate voltage includes a third P-MOS transistor, a fourth P-MOS transistor and a fifth P-MOS transistor arranged to be coupled in series between the terminal for supplying the intermediate voltage and the output terminal However,
The node voltage is applied to the gate of the third PMOS transistor,
The inverted signal of the first-level-shifted data signal is applied to the gate of the fourth PMOS transistor, and
And the inverted signal of the first level-shifted enable control signal is applied to the gate of the fifth PMOS transistor.
상기 그라운드 전압 공급을 위한 제2 스위칭부는, 상기 출력 단자와 그라운드 사이에서 병렬로 결합되도록 배치되는 제5 N모스 트랜지스터, 제6 N모스 트랜지스터, 및 제7 N모스 트랜지스터를 포함하되,
상기 제5 N모스 트랜지스터의 게이트는 상기 제1 노드에 결합되고,
상기 제6 N모스 트랜지스터의 게이트에 상기 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호의 반전 신호가 인가되며, 그리고
상기 제7 N모스 트랜지스터의 게이트에 상기 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호의 반전 신호가 인가되는 고전압 출력 드라이버.The method according to claim 6,
The second switching unit for supplying the ground voltage may include a fifth NMOS transistor, a sixth NMOS transistor, and a seventh NMOS transistor arranged to be coupled in parallel between the output terminal and the ground,
A gate of the fifth NMOS transistor is coupled to the first node,
An inverted signal of the first-level-shifted data signal is applied to the gate of the sixth NMOS transistor, and
And the inverted signal of the first-level shifted enable control signal is applied to the gate of the seventh NMOS transistor.
상기 제2 패드 상태 검출 로직은, 상기 출력 단자에 결합되는 피드백 단자를 통해 입력되는 패드 신호와, 상기 2차 레벨 쉬프트된 데이터 신호와, 그리고 상기 2차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호에 응답하여, 상기 제2 패드 상태 검출 신호로서 상기 중간전압 또는 상기 고전압을 출력하는 고전압 출력 드라이버.5. The method of claim 4,
Wherein the second pad state detection logic is responsive to a pad signal input via a feedback terminal coupled to the output terminal, the second level shifted data signal, and the second level shifted enable control signal, And outputs the intermediate voltage or the high voltage as the second pad state detection signal.
상기 패드 신호에 응답하여 제1 노드에서의 노드 전압을 설정하는 제1 노드 바이어스 설정부;
상기 2차 레벨 쉬프트된 데이터 신호에 응답하여 제2 노드에서의 노드 전압을 설정하는 제2 노드 바이어스 설정부;
상기 제1 노드에서의 노드 전압, 상기 제2 노드에서의 노드 전압, 및 상기 2차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호에 응답하여 출력 단자로 상기 중간전압을 출력하는 중간전압 공급을 위한 제1 스위칭부; 및
상기 제1 노드에서의 노드 전압, 상기 제2 노드에서의 노드 전압, 및 상기 2차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호에 응답하여 출력단자로 상기 고전압을 출력하는 고전압 공급을 위한 제2 스위칭부를 포함하는 고전압 출력 드라이버.10. The apparatus of claim 9, wherein the second pad state detection logic comprises:
A first node bias setting unit configured to set a node voltage at a first node in response to the pad signal;
A second node bias setting unit for setting a node voltage at a second node in response to the second level shifted data signal;
A first switching unit for supplying the intermediate voltage to the output terminal in response to the node voltage at the first node, the node voltage at the second node, and the second level shifted enable control signal, ; And
And a second switching unit for supplying the high voltage to the output terminal in response to the node voltage at the first node, the node voltage at the second node, and the second level shifted enable control signal High-voltage output driver.
게이트가 중간전압을 공급하는 단자에 결합되고, 소스에는 상기 패드 신호가 입력되며, 드레인은 상기 제1 노드에 결합되는 제6 P모스 트랜지스터; 및
게이트에는 상기 패드신호가 입력되고, 소스는 상기 중간전압을 공급하는 단자에 결합되며, 드레인은 상기 제1 노드에 결합되는 제7 P모스 트랜지스터를 포함하는 고전압 출력 드라이버.12. The apparatus of claim 11, wherein the first node bias setting unit comprises:
A sixth PMOS transistor having a gate coupled to a terminal for supplying an intermediate voltage, a source receiving the pad signal, and a drain coupled to the first node; And
And a seventh PMOS transistor having a gate connected to the pad signal, a source coupled to a terminal for supplying the intermediate voltage, and a drain coupled to the first node.
상기 제2 노드 바이어스 설정부는, 고전압이 공급되는 단자와 중간전압이 공급되는 단자 사이에서 직렬로 결합되는 제8 P모스 트랜지스터와 제8 N모스 트랜지스터를 포함하되,
상기 제8 P모스 트랜지스터의 게이트 및 상기 제8 N모스 트랜지스터의 게이트에는 상기 2차 레벨 쉬프트된 데이터 신호가 인가되는 고전압 출력 드라이버.12. The method of claim 11,
The second node bias setting unit includes an eighth PMOS transistor and an eighth NMOS transistor coupled in series between a terminal to which a high voltage is supplied and a terminal to which an intermediate voltage is supplied,
And the second level shifted data signal is applied to the gate of the eighth PMOS transistor and the gate of the eighth NMOS transistor.
상기 그라운드 전압 공급을 위한 제1 스위칭부는, 출력 단자와 상기 중간전압을 공급하는 단자 사이에서 직렬로 결합되는 제9 N모스 트랜지스터와, 제10 N모스 트랜지스터와, 제11 N모스 트랜지스터를 포함하되,
상기 제9 N모스 트랜지스터의 게이트에는 상기 제2 노드에서의 노드 전압이 인가되고,
상기 제10 N모스 트랜지스터의 게이트에는 상기 2차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호가 인가되며, 그리고
상기 제11 N모스 트랜지스터의 게이트에는 상기 제1 노드에서의 노드 전압이 인가되는 고전압 출력 드라이버.12. The method of claim 11,
The first switching unit for supplying the ground voltage includes a ninth NMOS transistor coupled in series between an output terminal and a terminal for supplying the intermediate voltage, a tenth NMOS transistor, and an eleventh NMOS transistor,
A node voltage at the second node is applied to the gate of the ninth NMOS transistor,
The second level shifted enable control signal is applied to the gate of the tenth NMOS transistor, and
And a node voltage at the first node is applied to a gate of the eleventh NMOS transistor.
상기 고전압 공급을 위한 제2 스위칭부는, 상기 고전압이 공급되는 단자와 출력 단자 사이에서 병렬로 결합되는 제9 P모스 트랜지스터와, 제10 P모스 트랜지스터와, 제11 P모스 트랜지스터를 포함하되,
상기 제9 P모스 트랜지스터의 게이트에는 상기 제1 노드에서의 노드 전압이 인가되고,
상기 제10 P모스 트랜지스터의 게이트에는 상기 제2 노드에서의 노드 전압이 인가되며, 그리고
상기 제11 P모스 트랜지스터의 게이트에는 상기 2차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호가 인가되는 고전압 출력 드라이버.12. The method of claim 11,
The second switching unit for supplying the high voltage includes a ninth PMOS transistor, a tenth PMOS transistor and an eleventh PMOS transistor, which are coupled in parallel between the terminal to which the high voltage is supplied and the output terminal,
A node voltage at the first node is applied to the gate of the ninth PMOS transistor,
The node voltage at the second node is applied to the gate of the tenth PMOS transistor, and
And the second level shifted enable control signal is applied to the gate of the eleventh PMOS transistor.
상기 제1 패드 상태 검출 신호에 응답하여 출력 단자로 그라운드 전압을 출력하거나 출력 단자를 제1 노드에 결합시키는 그라운드 전압 공급부;
상기 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호 및 그 반전 신호와, 상기 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호 및 그 반전 신호에 응답하여 제2 외부 바이어스 전압을 상기 제1 노드에 공급하는 제2 외부 바이어스 전압 공급부; 및
상기 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호의 반전 신호 및 상기 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호의 반전 신호에 응답하여 중간전압을 상기 출력 단자로 출력하는 중간전압 공급부를 포함하는 고전압 출력 드라이버.5. The method of claim 4, wherein the first driver boosting control logic comprises:
A ground voltage supply unit for outputting a ground voltage to an output terminal or coupling an output terminal to a first node in response to the first pad state detection signal;
A second external bias voltage supply unit for supplying a second external bias voltage to the first node in response to the first level shifted data signal and its inverted signal, the first level shifted enable control signal, ; And
And an intermediate voltage supply section for outputting an intermediate voltage to the output terminal in response to the inverted signal of the first level shifted data signal and the inverted signal of the first level shifted enable control signal.
상기 그라운드 전압 공급부는, 상기 제1 노드와 출력 단자 사이에 배치되는 제12 P모스 트랜지스터와, 상기 출력 단자와 그라운드 사이에 배치되는 제12 N모스 트랜지스터를 포함하되,
상기 제12 P모스 트랜지스터의 게이트 및 제12 N모스 트랜지스터의 게이트에 상기 제1 패드 상태 검출 신호가 인가되는 고전압 출력 드라이버.17. The method of claim 16,
Wherein the ground voltage supply unit includes a twelfth P-mos transistor disposed between the first node and the output terminal, and a twelfth NMOS transistor disposed between the output terminal and the ground,
And the first pad state detection signal is applied to the gate of the twelfth PMOS transistor and the gate of the twelfth NMOS transistor.
상기 제2 외부 바이어스 전압 공급부는,
상기 제2 외부 바이어스 전압이 공급되는 단자와 상기 제1 노드 사이에서 직렬로 결합되는 제13 P모스 트랜지스터 및 제14 P모스 트랜지스터와,
상기 제2 외부 바이어스 전압이 공급되는 단자와 상기 제1 노드 사이에서 직렬로 결합되고 상기 제13 P모스 트랜지스터 및 제14 P모스 트랜지스터와는 병렬로 결합되는 제13 N모스 트랜지스터 및 제14 N모스 트랜지스터를 포함하되,
상기 제13 P모스 트랜지스터의 게이트에는 상기 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호의 반전 신호가 인가되고,
상기 제14 P모스 트랜지스터의 게이트에는 상기 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호의 반전 신호가 인가되고,
상기 제13 N모스 트랜지스터의 게이트에는 상기 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호가 인가되고,
상기 제14 N모스 트랜지스터의 게이트에는 상기 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호가 인가되는 고전압 출력 드라이버.17. The method of claim 16,
Wherein the second external bias voltage supply unit includes:
A thirteenth PMOS transistor and a fourteenth PMOS transistor serially coupled between a terminal to which the second external bias voltage is supplied and the first node,
A thirteenth NMOS transistor and a fourteenth NMOS transistor coupled in series between the first node and a terminal to which the second external bias voltage is supplied and being coupled in parallel with the thirteenth PMOS transistor and the fourteenth PMOS transistor, , ≪ / RTI &
An inverted signal of the first-level shifted enable control signal is applied to the gate of the thirteenth PMOS transistor,
An inverted signal of the first-level shifted data signal is applied to the gate of the 14th P mode transistor,
The first level-shifted enable control signal is applied to the gate of the thirteenth NMOS transistor,
And the first-order level shifted data signal is applied to the gate of the 14th NMOS transistor.
상기 중간전압 공급부는,
중간전압이 공급되는 단자와 상기 출력 단자 사이에 배치되는 제15 P모스 트랜지스터와,
상기 1차 레벨 쉬프트된 인에이블 제어 신호의 반전 신호 및 상기 1차 레벨 쉬프트된 데이터 신호의 반전 신호를 입력받아 중간전압 또는 그라운드 전압을 상기 제15 P모스 트랜지스터의 게이트로 출력시키는 노아 로직 게이트를 포함하는 고전압 출력 드라이버.17. The method of claim 16,
The intermediate voltage supply unit includes:
A fifteenth P-MOS transistor arranged between the output terminal and a terminal to which an intermediate voltage is supplied,
And a NOR logic gate receiving the inverted signal of the first level shifted enable control signal and the inverted signal of the first level shifted data signal and outputting an intermediate voltage or ground voltage to the gate of the fifteenth PMOS transistor A high-voltage output driver.
중간전압이 공급되고 고전압이 공급되기 전까지 가상 플로팅 P웰 바이어스로 중간전압을 출력하고, 중간전압 및 고전압이 모두 공급되면 상기 가상 플로팅 P웰 바이어스로 고전압을 출력하는 가상 플로팅 P웰 바이어스 발생부;
상기 제2 패드 상태 검출 신호에 응답하여 출력 단자로 중간전압을 출력하는 중간전압 공급을 위한 제1 스위칭부; 및
상기 제2 패드 상태 검출 신호에 응답하여 상기 출력 단자로 상기 가상 플로팅 P웰 바이어스 발생부의 출력신호를 출력하는 고전압 공급을 위한 제2 스위칭부를 포함하는 고전압 출력 드라이버.5. The method of claim 4, wherein the second driver boosting control logic comprises:
A virtual floating P well bias generator for outputting an intermediate voltage with a virtual floating P well bias until an intermediate voltage is supplied and a high voltage is supplied and outputting a high voltage to the virtual floating P well bias when both an intermediate voltage and a high voltage are supplied;
A first switching unit for supplying an intermediate voltage to the output terminal in response to the second pad state detection signal; And
And a second switching unit for supplying a high voltage to the output terminal in response to the second pad state detection signal to output an output signal of the virtual floating P well bias generating unit to the output terminal.
상기 가상 플로팅 P웰 바이어스 발생부는, 고전압이 공급되는 단자와 중간전압이 공급되는 단자 사이에서 직렬로 결합되는 제16 P모스 트랜지스터 및 제17 P모스 트랜지스터를 포함하되,
상기 제16 P모스 트랜지스터 및 제17 P모스 트랜지스터 사이에 출력 단자가 분지되고,
상기 제16 P모스 트랜지스터의 게이트 및 제17 P모스 트랜지스터의 게이트에 각각 중간전압 및 고전압이 인가되는 고전압 출력 드라이버.21. The method of claim 20,
Wherein the virtual floating P well bias generator includes a 16th PMOS transistor and a 17th PMOS transistor coupled in series between a terminal to which a high voltage is supplied and a terminal to which an intermediate voltage is supplied,
An output terminal is branched between the sixteenth PMOS transistor and the seventeenth PMOS transistor,
The intermediate voltage and the high voltage are applied to the gates of the sixteenth PMOS transistor and the seventeenth PMOS transistor, respectively.
상기 중간전압 공급을 위한 제1 스위칭부는, 제15 N모스 트랜지스터를 포함하되,
상기 제15 N모스 트랜지스터의 게이트에 상기 제2 패드 상태 검출 신호가 인가되고, 드레인 및 소스는 각각 중간전압이 공급되는 단자 및 상기 출력 단자에 결합되는 고전압 출력 드라이버.21. The method of claim 20,
Wherein the first switching unit for supplying the intermediate voltage includes a fifteenth NMOS transistor,
Wherein the second pad state detection signal is applied to the gate of the fifteenth NMOS transistor, and the drain and the source are respectively connected to a terminal to which an intermediate voltage is supplied and to the output terminal.
상기 제2 패드 상태 검출 신호에 응답하여 고전압 또는 중간전압을 출력하는 인버터와,
상기 출력 단자와 중간전압이 공급되는 단자 사이에 배치되며, 상기 인버터로부터의 출력 신호를 게이트에 인가받는 제18 P모스 트랜지스터를 더 포함하는 고전압 출력 드라이버.23. The method of claim 22,
An inverter for outputting a high voltage or an intermediate voltage in response to the second pad state detection signal,
Further comprising an eighteenth PMOS transistor disposed between the output terminal and a terminal to which an intermediate voltage is supplied and receiving an output signal from the inverter.
고전압 공급을 위한 제2 스위칭부는, 제19 P모스 트랜지스터를 포함하되,
상기 제19 P모스 트랜지스터의 게이트에는 상기 제2 패드 상태 검출 신호가 인가되고, 소스에는 상기 가상 플로팅 P웰 바이어스가 인가되며, 드레인은 상기 출력 단자에 결합되는 고전압 출력 드라이버.21. The method of claim 20,
The second switching unit for supplying a high voltage includes a 19th P MOS transistor,
Wherein the ninth pMOS transistor has a gate to which the second pad state detection signal is applied, a source to which the virtual floating P well bias is applied, and a drain to which the output terminal is connected.
그라운드와 상기 출력 단자 사이에서 직렬로 결합되어, 로우 레벨의 데이터 신호가 입력되면 턴 온 되어 상기 패드로 그라운드 전압을 출력시키는 제1 N모스 트랜지스터 및 제2 N모스 트랜지스터;
상기 데이터 신호가 로우 레벨에서 하이 레벨로 전환되어 상기 패드 전압이 그라운드 전압에서 고전압으로 트리거링되는 과정에서 상기 패드 전압이 그라운드 전압과 중간전압 사이 크기의 전압을 갖는 제1 시간 동안 제1 패드 상태 검출 신호로서 중간전압을 출력하는 제1 패드 상태 검출 로직;
상기 데이터 신호가 하이 레벨에서 로우 레벨로 전환되어 상기 패드 전압이 고전압에서 그라운드 전압으로 트리거링되는 과정에서 상기 패드 전압이 고전압과 중간전압 사이 크기의 전압을 갖는 제2 시간 동안 제2 패드 상태 검출 신호로서 중간전압을 출력하는 제2 패드 상태 검출 로직;
상기 제1 패드 상태 검출 신호가 중간전압인 동안 제1 바이어스 제어 신호로서 그라운드 전압을 상기 제2 P모스 트랜지스터의 게이트에 인가하는 제1 드라이버 부스팅 제어 로직; 및
상기 제2 패드 상태 검출 신호가 중간전압인 동안 제2 바이어스 제어 신호로서 고전압을 상기 제2 N모스 트랜지스터의 게이트에 인가하는 제2 드라이버 부스팅 제어 로직을 포함하는 고전압 출력 드라이버.A first PMOS transistor and a second PMOS transistor coupled in series between a terminal for supplying a high voltage and an output terminal and turned on when a high level data signal is input to output a high voltage to the pad;
A first NMOS transistor and a second NMOS transistor coupled in series between the ground and the output terminal to turn on when a low level data signal is input to output a ground voltage to the pad;
The data signal is switched from a low level to a high level so that the pad voltage is triggered from a ground voltage to a high voltage. In the course of the first time when the pad voltage has a voltage between the ground voltage and the intermediate voltage, A first pad state detection logic for outputting an intermediate voltage as the first pad state detection logic;
When the data signal is switched from the high level to the low level and the pad voltage is triggered from the high voltage to the ground voltage, the pad voltage is applied as a second pad state detection signal for a second time having a voltage between the high voltage and the intermediate voltage Second pad state detection logic for outputting an intermediate voltage;
A first driver boosting control logic for applying a ground voltage as a first bias control signal to the gate of the second PMOS transistor while the first pad state detection signal is at an intermediate voltage; And
And second driver boosting control logic for applying a high voltage as a second bias control signal to the gate of the second NMOS transistor while the second pad state detection signal is an intermediate voltage.
상기 제1 P모스 트랜지스터, 제2 P모스 트랜지스터, 제1 N모스 트랜지스터, 및 제2 N모스 트랜지스터는, 상기 패드에서의 최대 출력 전압인 고전압보다 작은 크기의 중간전압 동작용 저전압 소자로 구성되는 고전압 출력 드라이버.26. The method of claim 25,
Wherein the first PMOS transistor, the second PMOS transistor, the first NMOS transistor, and the second NMOS transistor are connected in series between the high voltage Output driver.
상기 제1 패드 상태 검출 로직은, 상기 제1 시간 외에는 상기 제1 패드 상태 검출 신호로서 그라운드 전압을 출력하는 고전압 출력 드라이버.27. The method of claim 26,
Wherein the first pad state detection logic outputs a ground voltage as the first pad state detection signal outside the first time period.
상기 데이터 신호가 로우 레벨이고 상기 제1 패드 상태 검출 신호가 그라운드 전압인 경우 상기 제1 바이어스 제어 신호로서 중간전압을 출력하고,
상기 데이터 신호가 하이 레벨이고 상기 제1 패드 상태 검출 신호가 그라운드 전압인 경우 상기 제1 바이어스 제어 신호로서 외부 바이어스 전압을 출력하는 고전압 출력 드라이버.28. The method of claim 27, wherein the first driver boosting control logic
And outputs an intermediate voltage as the first bias control signal when the data signal is at a low level and the first pad state detection signal is at a ground voltage,
And outputs an external bias voltage as the first bias control signal when the data signal is at a high level and the first pad state detection signal is at a ground voltage.
상기 제2 패드 상태 검출 로직은, 상기 제2 시간 외에는 상기 제2 패드 상태 검출 신호로서 고전압을 출력하는 고전압 출력 드라이버.27. The method of claim 26,
And the second pad state detection logic outputs a high voltage as the second pad state detection signal outside the second time.
상기 제2 패드 상태 검출 신호가 고전압인 경우 상기 제2 바이어스 제어 신호로서 중간전압을 출력하는 고전압 출력 드라이버.30. The method of claim 29, wherein the second driver boosting control logic
And outputs the intermediate voltage as the second bias control signal when the second pad state detection signal is a high voltage.
그라운드와 상기 출력 단자 사이에서 직렬로 결합되어 풀-다운 드라이버를 구성하는 제1 N모스 트랜지스터 및 제2 N모스 트랜지스터;
상기 출력 단자에 결합되는 패드 신호가 그라운드 전압에서 고전압으로 트리거링되는 과정에서 상기 패드 신호가 그라운드 신호와 중간전압 사이의 크기를 갖는 동안 상기 제2 P모스 트랜지스터의 게이트에 그라운드 전압으로 순간적으로 부스팅된 전압을 인가하는 제1 드라이버 부스팅 제어 로직; 및
상기 출력 단자에 결합되는 패드 신호가 고전압에서 그라운드 전압으로 트리거링되는 과정에서 상기 패드 신호가 고전압과 중간전압 사이의 크기를 갖는 동안 상기 제2 P모스 트랜지스터의 게이트에 고전압으로 순간적으로 부스팅된 전압을 인가하는 제2 드라이버 부스팅 제어 로직을 포함하는 고전압 출력 드라이버.A first PMOS transistor and a second PMOS transistor serially coupled between a terminal for supplying a high voltage and an output terminal and constituting a pull-up driver;
A first NMOS transistor and a second NMOS transistor serially coupled between the ground and the output terminal to constitute a pull-down driver;
And a gate connected to the gate of the second P-MOS transistor, wherein the pad signal coupled to the output terminal is triggered from a ground voltage to a high voltage, while the pad signal has a magnitude between a ground signal and an intermediate voltage, A first driver boosting control logic for applying a first driver boosting control logic; And
And a voltage boosted at a high voltage to the gate of the second PMOS transistor while the pad signal has a magnitude between a high voltage and an intermediate voltage in the process of triggering the pad signal coupled to the output terminal from the high voltage to the ground voltage And a second driver boosting control logic coupled to the second driver.
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